Содержание

Введение 3

1. Основные понятия технической термодинамики 5

1.1. Материя и энергия 5

1.2. Физическое состояние вещества 5

1.3. Масса, сила тяжести и вес 6

1.4. Количество вещества, молярная масса и молярный объем 7

2. Основные параметры состояния 8

2.1. Плотность и удельный объем 8

2.2. Давление. Единицы давления 8

2.3. Избыточное и вакуумметрическое давление 8

2.4. Температура 10

2.5. Примеры решения задач 10

2.6. Задачи для самостоятельного решения 11

3. Законы идеальных газов 12

3.1. Идеальные газы 12

3.2. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля 12

3.3. Уравнение состояния идеальных газов 12

3.4. Закон Авагадро 12

3.5. Уравнение Менделеева 13

3.6. Примеры решения задач 13

3.7. Задачи для самостоятельного решения 13

4. Смеси жидкостей, газов и паров 15

4.1. Чистые вещества и смеси 15

4.2. Состав смесей жидкостей, паров и газов 15

4.3. Газовые смеси. Закон Дальтона 16

4.4. Объемные доли газовой смеси 16

4.5. Примеры решения задач 16

4.6. Задачи для самостоятельного решения 17

5. Теплоемкость 18

5.1. Общие понятия и определения 18

5.2. Теплоемкости изохорная и изобарная 18

5.3. Нахождение истинных и средних теплоёмкостей 19

5.4. Теплоёмкость смесей 19

5.5. Примеры решения задач 19

5.6. Задачи для самостоятельного решения 20

6. Первое начало термодинамики 22

6.1. Уравнение первого закона термодинамики 22

6.2. Внутренняя энергия. Закон Джоуля 22

6.3. Pv-диаграмма. Работа изменения объёма 22

6.4. Теплота. Функция состояния и процесса 23

6.5. Работа изменения давления. Энтальпия 23

7. Второе начало термодинамики 24

7.1. Формулировки второго начала термодинамики 24

7.2. Понятие об энтропии и TS-диаграмме 24

8. Термодинамические процессы газов 26

8.1. Обратимые процессы и их свойства 26

8.2. Основные термодинамические процессы 26

8.3. Изохорный процесс 26

8.4. Изобарный процесс 26

8.5. Изотермический процесс 27

8.6. Адиабатный процесс 27

8.7. Политропный процесс 28

8.8. Примеры решения задач 29

8.9. Задачи для самостоятельного решения 31

9. Термодинамические циклы 33

9.1. Прямые и обратные циклы 33

9.2. Цикл Карно и его термодинамическое значение 33

9.3. Регенеративный цикл 33

9.4. Основные процессы в одноступенчатом компрессоре 34

9.5. Работа и мощность на привод компрессора 34

9.6. Многоступенчатый компрессор 35

9.7. Детандеры 36

9.8. Циклы поршневых двигателей 36

9.9. Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания 36

9.10. Циклы газотурбинных установок 41

9.11. Цикл Стирлинга 47

9.12. Цикл воздушной холодильной машины. Тепловой насос 49

9.13. Примеры решения задач 52

9.14. Задачи для самостоятельного решения 55

10. Теплопередача 57

10.1. Основные положение теории переноса теплоты 57

10.2. Теплопроводность 57

10.3. Конвективный теплообмен 57

10.4. Теплообмен излучением 57

10.5. Закон Стефана-Больцмана 58

10.6. Дифференциальное уравнение энергии трехмерной нестационарной теплопроводности твердых тел 58

10.7. Теплопроводность при стационарном режиме 58

10.8. Теплопередача через твердую стенку 62

10.9. Понятие о теплообменных аппаратах 63

10.10. Примеры решения задач 64

11. Основы химической термодинамики 66

12. Топливо и основы горения 67

12.1. Общие сведения 67

12.2. Элементарный состав топлива 67

12.3. Характеристики топлива 67

12.4. Закон Гесса 67

12.5. Количество топлива, необходимое для горения 67

12.6. Состав и объем продуктов сгорания 68

12.7. Теплосодержание дымовых газов 68

13. Энергетика и пути ее развития 69

14. Энергосбережение 71

15. Проблемы экологической защиты окружающей среды 72

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 73

Вопросы к экзамену 75

Приложения 77

Приложение 1 Удельные газовые постоянные некоторых газов и водяного пара 77

Приложение 2 истинные удельные теплоемкости некоторых газов и водяного пара 77

Приложение 3 Теплопроводность материалов 79

Литература 80