• 41Выведите формулу адиабатного процесса термодинамической системы?

Изобарный процесс (p=const)

В p-v координатах график процесса представляет собой прямую линию параллельную оси v (рис. 4.2). Изобарный процесс может протекать с увеличением объёма (процесс 1-2) и с уменьшением (процесс 1-2’). Запишем для точек 1 и 2 уравнения состояния:p·v₁=R·T₁; p·v₂=R·T₂.

Рис. 4.2. График изобарного процессав p-v координатах

Следовательно, для изобарного процесса

Приращение внутренней энергии газа  Работа газа   Так как p·v₂=R·T₂, аp·v₁=R·T₁, то l=R·(T₂-T₁). Следовательно, газовая постоянная имеет определённый физический смысл: это работа 1 кг газа в изобарном процессе при изменении температуры на один градус. Из выражения (4.3) следует, что в изобарном процессе q=c_p·(T₂-T₁). В соответствии с первым законом термодинамики для изобарного процесса можно записать dq=du+p·dv= du+d(p·v)=di. Поэтому в изобарном процессеdi=q=c_p·(T₂-T₁). Из соотношений, характеризующих изобарный процесс, вытекает известное уравнение Майера. Так как dq=c_p·dT=c_v·dT+dl=c_v·dT+R·dT, тоR=c_p-c_v.

Используя выражение (4.5), можно показать, что в изобарном процессе энтропия газа

44. Вывод и характеристика критерия Пекле.

Число Пекле – безразмерное число, являющееся критерием подобия для процессов конвективного теплообмена. Число Пекле выражается формулой: 

или

 

где l – характерный линейный размер поверхности теплообмена, ν – скорость потока жидкости относительно поверхности теплообмена, а – коэффициент температуропроводности, χ - коэффициент теплопроводности. c_p – теплоёмкость при постоянном давлении, ρ - плотность и коэффициент теплопроводности жидкости или газа.

Выражая размерность всех величин, входящих в критерий Ре в технической системе единиц получим:

Поэтому критерий Ре зачастую представляют в таком виде:

Число Pe характеризует отношение между конвективным и молекулярным процессами переноса тепла в потоке жидкости или газа. При малых значениях Pe преобладает процесс молекулярной проводимости, при больших – конвективный перенос теплоты.  Число Пекле связано с числом Рейнольдса  Re и числом Прандтля  Pr соотношением:

46. Обьесните физический смысл энтропии и получите формулы для определения энтропии.

ЭНТРОПИЯ - (от греч. entropia - поворот - превращение) (обычно обозначаетсяS), функция состояния термодинамической системы, изменение которой dS в равновесном процессе равно отношению количества теплоты dQ, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре Т системы. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором S максимальна. Понятие "энтропия" введено в 1865 Р. Клаузиусом. Статистическая физика рассматривает энтропию как меру вероятности пребывания системы в данном состоянии (Больцмана принцип) . Понятием энтропии широко пользуются в физике, химии, биологии и теории информации.

48. Дайте полный анализ смешанного цикла двигателя внутреннего сгорания.

Циклы двигателей внутреннего сгорания

Принято, что идеальный цикл представляет собою совокупность последовательных процессов, совершаемых рабочим телом - идеальным газом - в цилиндре такой же идеальной машины. Эта условность позволяет устанавливать степень приближения цикла действительной машины, независимо от ее конструктивных особенностей, к идеальной.

Двигатели внутреннего сгорания могут работать по одному из следующих трех циклов: с быстрым, постепенным и смешанным сгоранием.

В первом случае тепло сообщается рабочему телу при постоянном объеме (V=const), во втором - при постоянном давлении (р = const), а смешанный цикл характеризуется подводом тепла к рабочему телу частично при постоянном объеме и переменном давлении, а затем частично при переменном объеме и постоянном давлении.

К характерным особенностям двигателей, работающих со сгоранием при р = const и по смешанному циклу, относятся: высокая степень сжатия (ε = 12 ÷ 20), самовоспламенение топлива в результате высокого сжатия и применение тяжелых сортов топлива.

Все карбюраторные, газовые и газогенераторные двигатели относятся к двигателям быстрого сгорания, так как воспламенение рабочей смеси у них происходит настолько быстро, что поршень не успевает сколько-нибудь существенно переместиться в цилиндре.