Расчет процессов идеального газа
Все многообразие процессов можно разделить на следующие группы: изохорные, изобарные, изотермические, адиабатные, политропные. Цель расчета процесса - определение параметров в начальном и конечном состояниях, а также теплоты и работы процесса. Расчет процессов, как правило, сопровождается графическим представлением их в p-v- и T-s- диаграммах (рис. 4.1, рис. 4.2). Изобары в T-s- диаграмме располагаются эквидистантно между собой и с увеличением давления смещаются влево; построены на основании уравнения (4.18). Изохоры в T-s- диаграмме располагаются также эквидистантно между собой и с увеличением объема смещаются вправо; для построения изохор использовалась формула (4.17). Изотермы в p-v- диаграмме представляют собой симметричные гиперболы, отражающие связь между p и v в изотермическом процессе
Адиабаты (изоэнтропы) в p-v- диаграмме - несимметричные гиперболы, отражающие связь между давлением и объемом в адиабатном обратимом процессе,
располагаются круче изотерм, т.к. показатель адиабаты k >1. 4.2.1. Изобарный процесс Дано: параметры начального состояния p1, v1, удельный объем конечного состояния v2. Определить: недостающие термические параметры T1 и T2, работу и теплоту процесса (w, l, q). Изобарный процесс, построенный на основании исходных данных Из уравнения состояния для точки 1 определяется температура T1: . Сравнение уравнений состояния для точек 1 и 2 при условии дает связь между v и T в изобарном процессе:
из которой можно определить искомую температуру T2 . Формулы для расчета работы и теплоты изобарного процесса легко получить на основании уравнений
Отсюда при p = const имеем
Работа и теплота изобарного процесса в диаграммах представлены заштрихованными площадями. Работа положительна (w > 0), т.к. v2 > v1, теплота подводится (q > 0), поскольку s2 > s1. Из T-s- диаграммы следует: изменение энтальпии (Dh) любого процесса, осуществляемого в интервале температур T1 - T2, характеризуется площадью под изобарой в этом интервале температур. Изохорный процесс Дано: параметры начального состояния p1, v1, давление конечного состояния p2 (p2 > p1). Определить: недостающие термические параметры T1 и T2, работу и теплоту процесса (w, l, q). Изохорный процесс, построенный на основании исходных данных (p1, v1, p2) в диаграммах p-v и T-s, представлен на рис. 4.5 и 4.6. Из уравнения состояния для точки 1 определяется температура T1 = p1.v1/R. Сравнение уравнений состояния для точек 1 и 2 при условии v1 = v2 = v = const (p1.v = RT1, p2.v = RT2) дает связь между давлением и температурой в изохорном процессе:
из которой можно рассчитать температуру T2. Формулы для расчета работы и теплоты изохорного процесса получены на основании уравнений:
При v = const получаем
Работа и теплота изохорного процесса в p-v- и T-s- диаграммах представлена заштрихованными площадями. Работа затрачивается (l < 0), т.к. p2 > p1, теплота подводится (q > 0), поскольку s2 > s1. Из T-s- диаграммы следует: изменение внутренней энергии ( ) любого процесса, осуществляемого в интервале температур T1-T2 , характеризуется площадью под изохорой в этом интервале температур.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1095)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |