11. Формула для определения изменения энтальпии идеального газа?
Для энтальпии идеального газа, подчиняющегося уравнению Pv=RT, будет выполняться равенство
12. Изменения энтальпии в изобарном и адиабатном процессах? 1. Изобарный процесс Изобарный процесс, протекает при постоянном давлении. Уравнение изобарного процесса Р=const. В соответствии с уравнением политропы Pvn=const, политропа превращается в изобару Р=const при показателе политропы n=0. Теплоемкость изобары cР при n=0 соответствует выражению c=cVk=cP. Доля
теплоты, идущая на увеличение внутренней
энергии в изобарном процессе,
соответствует величине α=1/к. Кроме
уравнения Р=const, для изобарного процесса
можно записать уравнение
Теплота изобарного процесса соответствует выражению:
а работа изменения объема - выражению:
Изменение внутенней энергии, энтальпии и энтропии в изобарном процессе соответствует выражениям:
2. Адиабатный процесс Адиабатный процесс - это процесс без теплообмена с окружающей средой, т.е. для него δq = 0 или q = 0. Уравнение адиабатного процесса соответствует выражению s=const, т.к. δq=Tds=0 при ds=0. Поэтому адиабатный процесс имеет еще одно название - изоэнтропный процесс. Теплоемкость адиабаты равна нулю сs=0, т.к. температура в этом процессе изменяется, а δq=cdT=0. Показатель политропы при сS=0 будет соответствовать выражению n=cP/cV=к, т.е. показатель политропы в адиабатном процессе равен коэффициенту Пуассона. Доля теплоты, идущая на увеличение внутренней энергии в адиабатном процессе равна бесконечности α=∞. Таким образом, основные величины, характеризующие адиабатный процесс будут представлены выражениями:
Теплота адиабатного процесса равна нулю, следовательно, для идеального газа в адиабатном процессе работа равна изменению внутренней энергии, взятой с обратным знаком:
Изменение энтальпии в адиабатном процессе ведется традиционно h2-h1=cP(T2-T1), а изменения энтропии в этом процессе равно нулю s2-s1=0.
13. Адиабатный процесс в PV и TS диаграмме. Адиабатный – без подвода или отвода теплоты q = 0, q = 0, обратимый адиабатный процесс, кроме того, протекает при постоянной энтропии, т. е. являетсяизоэнтропным s = const, ds = 0;
14. Изобразить в pv-диаграмме через одну общую точку изотерму и адиабату.
Примеры адиабатных процессов
|
||||||||||||||||
|
,
которое при n=0 превращается в уравнение
T/v=const. Таким образом, основные величины,
характеризующие изобарный процесс,
будут представлены выражениями:
уравнение адиабаты
T=const
изотермическое уравнение
15. Изобразить в ts-диаграмме через одну общую точку изохору и изобару.
Таким образом, изобара и изохора в осях T – s являются обычными экспонентами, причем из-за того, что ср > cv, изохора круче изобары (см. рис. 2.9), т.к. dT/ds = T/c – тангенс угла касательной к графику соответствующей кривой.
16. Изобразить в PV- диаграмме процессы сжатия по изотерме и по адиабате через одну общую точку 1. Показать который процесс выгоднее для компрессора и почему.
Применение изотермы для охлаждаемых компрессоров предпочтительнее. На выходе из рабочего цилиндра сжатый воздух охлаждается в спец устройстве, для неохлаждаемых процессов более обосновано применение адиабатического процесса.
17. Изобразить в TS- диаграмме процесс сжатия по изобаре. Показать что выражает площадь между кривой процесса и осью S.
18. Записать общее математическое выражение теплоты процесса через энтропию. Указать, как определяется знак (+ или -) теплоты процесса.
(Дж/кг*К) S
- энтропия
19. Почему в TS- диаграмме площадь между изобарой и осью S изображает изменение энтальпии.
В координатах TS площадь под кривой процесса графически изображает теплоту, участвующую в процессе. По TS диаграмме можно судить о направлении теплообмена с окружающей средой.
20. Записать две основные формулировки второго закона термодинамики по Клаузису и по Карно.
Постулат Клаузиса: Теплота сама собой, без компенсации (без затрат энергии), не может переходить от менее нагретых тел к более нагретым, в то же время как обратный процесс протекает самопроизвольно.
Формулировка Карно: Всюду где имеется разность температур возможно получение работы за счет расхода теплоты. Главным в этой формулировки является то, что разность температур является первопричиной для получения работы за счет расхода теплоты.