vcvetu.ru:
Советы
Доклады
Лекции

Растения
Цветы
Дерьвья
Огород
Удобрения
Уход

опубликовать

Л. В. Лифенцева теплотехника учебное пособие


НазваниеЛ. В. Лифенцева теплотехника учебное пособие
страница2/41
Дата06.08.2013
Размер1.44 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   41

1.2 Термодинамическая система и параметры состояния



Термодинамической системой называется совокупность материальных тел, которые способны энергетически взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой, а также обмениваться с ней массой.

Простейшей термодинамической системой является рабочее тело, в качестве которого рассматриваются различные газы, горючие смеси, пары и т.д.

Термодинамическая система называется изолированной, если она не допускает обмена с окружающей средой как теплотой, так и работой.

Система называется полуизолированной, если она допускает обмен либо теплотой, либо работой.

Система называется неизолированной, если она допускает обмен со средой и теплотой, и работой.

Система, имеющая во всех своих частях одинаковый состав и физические свойства, называется физически однородной. Однородная термодинамическая система, внутри которой нет поверхности раздела, называется гомогенной (лед, вода, пар), в противном случае – гетерогенной (лед и вода, вода и пар и др.).

Состояние термодинамической системы может быть равновесным и не равновесным. Равновесным называют такое состояние системы, при котором во всех точках ее объема все параметры состояния (давление, температура, удельный объем и др.) и физические свойства одинаковы.

Рабочее тело – тело, посредством которого производится взаимное превращение теплоты и работы. Например, в паровых турбинах рабочим телом является водяной пар, в газовых турбинах – газ, в холодильных установках – фреоны, аммиак, углекислоты и др. Газы и пары легко деформируются (сжимаются, расширяются).

Совокупность непрерывно меняющихся состояний рабочего тела называют термодинамическим процессом.

Состояние любого вещества в известном агрегатном состоянии (жидком, твердом, газообразном) характеризуется различными физическими величинами. Эти физические величины, поддающиеся непосредственному измерению, получили название параметров состояния.

Для характеристики состояния системы (рабочего тела) достаточно трех основных параметров. К ним относятся удельный объем, абсолютное давление, абсолютная температура.

У д е л ь н ы й о б ъ е м (v, м3/кг) это объем единицы массы вещества



где V – полный объем вещества, м3; m – масса вещества, кг.

Величина, обратная удельному объему, называется плотностью (ρ, кг/м3); или это есть масса вещества, содержащаяся в единице объема тела:

ρ = 1/v

Д а в л е н и е определяется силой, действующей по нормали на единицу поверхности

р = Fн/S

где р – давление (Па = Н/м2) , Fн – нормальная составляющая силы, н; S – площадь поверхности, нормальной к действующей силе, м2.

Величина паскаль очень мала и удобнее использовать для практического применения 1 кПа =103 Па и 1 МПа=106 Па. Часто используют и внесистемную единицу – 1бар=105 Па.

До настоящего времени в технике используется также старая единица измерения удельного давления – техническая атмосфера (ат), представляющая собой силу в 1 кгс, действующую на 1см2 площади:

1 ат = 1 кгс/см2 = 104 кгс/м2 = 9,81 · 104 Па = 735,6 мм.рт.ст.

Существует несколько систем измерения давлений, отличающихся началом отсчета.

Земной шар окружен слоем воздуха толщиной приблизительно 80 км. Воздух имеет массу и под действием сил притяжения Земли (гравитационные силы) создает давление, называемое атмосферным или барометрическим. Это давление непостоянно и изменяется в зависимости от температуры воздуха, влажности и других параметров окружающей среды. Оно зависит также от высоты над уровнем земли, причем с увеличением высоты давление понижается.

На уровне моря, принятом за нулевую отметку высоты, атмосферное давление составляет 101325 Па и называется нормальным атмосферным давлением.

В разных системах для отсчета давления принимается абсолютный вакуум или атмосферное давление.

Если давление измеряют от абсолютного вакуума, то такое давление получило название абсолютного давления.

На практике чаще всего измеряют давление, превышающее атмосферное, т.е. за начало отсчета принято атмосферное давление, оно называется избыточным.

Если давление жидкости или газа в сосуде будет ниже атмосферного, то такое давление называется вакуумметрическим, а сосуд находится под разрежением или вакуумом.

Избыточное и вакуумное давление связаны с абсолютным соотношениями:

Рабс = Ратм + Ризб; Рабс = Ратм – Рвак (1.1)
Т е м п е р а т у р а – величина, характеризующая степень нагретости тела. Из физики известно, что температура служит мерой энергии движения молекул вещества. Причем, чем больше энергия движущихся молекул, тем выше его температура.

В конце ХVIII века Ломоносовым было предсказано, что должна существовать такая температура, при которой движение молекул полностью должно прекратиться. Причем эта температура должна быть минимально возможной и дальнейшее понижение температуры тела невозможно. Абсолютный нуль температур недостижим, так как тепловое движение молекул неотъемлемый атрибут материи, и прекращение этого движения приводит к нарушению закона сохранения материи.

Впоследствии английский ученый Томсон (Кельвин) предложил назвать эту температуру «абсолютным нулем» и начинать от него отсчет температуры.

В настоящее время в отечественной и зарубежной практике используются три основных температурных шкалы: Кельвина, Цельсия и Фарингейта.

Шкала Кельвина является основной шкалой в системе СИ. Единицей измерения является Кельвин (К), величина которого равна 1/100 части температурного диапазона между температурой таяния водного льда (273,15 К) и температурой кипения воды (373,15 К). В шкале Кельвина отсутствуют отрицательные температуры.

За начало отсчета в шкале Цельсия (0C) принята температура таяния льда (t0=0 0C) и температура кипения воды tк=100оС.

Для тройной точки воды температура равновесия трех фаз при давлении 610,8 Па установлена 273,16 К, или 0,01 0С. Между температурами, выраженными в Кельвинах и в градусах Цельсия, имеется следующее соотношение

Т = t + 273,15. (1.2)

Если все термодинамические параметры не изменяются во времени и одинаковы во всех точках системы, то такое состояние называется равновесным. Если между различными точками системы имеет место разность температур, давлений и других параметров, то она называется неравновесной.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   41

Похожие:

Учебное пособие для студентов по специальностям: 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»
Учебное пособие предназначено для студентов по специальностям 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит», 060800 «Экономика и управление...

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия
Учебное пособие предназначено для студентов биотехнологического факультета очной и заочной формы обучения

Ю. А. Александров кормовые токсикозы сельскохозяйственных животных и птицы учебное пособие
Сергейчев А. И., канд вет н., с н с., лаб микотоксинов отдела токсикологии вниви

Прайс-лист на сельскохозяйственную литературу
Агробиология: учебное пособие. Шапиро Я. С. Спб.: Проспект Науки, 2010. 320с. Цена 450,00грн

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности В. А....
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей, может быть полезно практическим работникам

Курс лекций по энтомологии учебное пособие для студентов по специальностям:...
Автор: ст преподаватель кафедры энтомологии и биологической защиты растений Слепченко Л. Г

Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Я. Горина
Антипова Л. В. Биология мяса и мясных продуктов : учебное пособие / Л. В. Антипова, Н. А. Жеребцов. – Воронеж : Изд-во Воронежского...

201 Энциклопедия кошек, 1С, 1997
Учебное пособие предназначено для различных групп обучающихся, рассчитано как на школьников, так и на студентов колледжей и вузов,...

Учебное пособие «Вместе со сказкой»
Общие методические советы по использованию пособий для дошкольников «Вместе со сказкой»

Комнатные растения в интерьере
Учебное пособие. Комнатные растения. Автор М. Н. Якушева- минск: Харвест-2008 год



База данных защищена авторским правом © 2013
обратиться к администрации
vcvetu.ru