Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Изохорный процесс. Изохорным называется процесс, протекающий при постоянном объемеИзохорным называется процесс, протекающий при постоянном объеме. Уравнение изохорного процесса в диаграмме : ϑ= const. (1) Зависимость между изменяющимися параметрами можно установить из уравнения состояния: откуда: . (2)
т.е., давление изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре. Это означает, что при подводе теплоты к газу (нагревание) его давление и температура увеличиваются, при отводе теплоты (охлаждение) – уменьшаются. При имеем: следовательно, в этом процессе работа не совершается и поэтому подводимая теплота полностью расходуется на изменение внутренней энергии газа:
Изменение внутренней энергии идеального газа не зависит от свойств или характера процесса, поэтому приведенное выше уравнение действительно для неравновесных, необратимых процессов. Изменение энтальпии подсчитывается по уравнению:
,
так же, как подсчитывается количество теплоты процесса p=const: В соответствии со свойствами энтальпии можно отметить, что и в этом случае это уравнение может быть использовано для расчета изменения энтальпии рабочего тела при протекании неравновесных, необратимых процессов. В координатах изохора изображается вертикальной линией, направленной вверх при нагревании и, вниз – при охлаждении (рис.1).
Рис. 1. Изохорный Изобарный процесс. Процесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным В координатной системе изобара изображается прямой /—2, параллельной оси Х. Уравнение изобарного процесса в координатах
P=const,
Зависимость между переменными значениями удельных объемов и абсолютных температур известна из закона Гей-Люссака:
Таким образом, при увеличении объема газа температура его повышается, при уменьшении объема — понижается. Работа расширения на рис. 2 изображается заштрихованной площадью под линией 1 — 2 и определяется по уравнению:
Количество теплоты, подведенной к газу в изобарном процессе, можно найти по уравнению
откуда имеем:
Рис. 2. Изобарный процесс. Изотермический процесс. Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим. В соответствии с уравнением состояния для идеального газа получим:
pv=RT=const. поэтому уравнение процесса, выражающее закон Бойля— Мариотта, имеет вид:
В координатах pv изотермический процесс изображается гиперболической кривой (Рис.3), т. е. линией, симметрично расположенной относительно координатных осей.
Рис. 3. Изотермический процесс.
Из уравнения изотермического процесса следует:
,
или: Таким образом, при постоянной температуре давление газа изменяется обратно пропорционально его объему (закон Бойля — Мариотта). Изменения внутренней энергии и энтальпии идеального газа зависят только от температуры, поэтому в изотермическом процессе:
Тогда, в соответствии с первым законом термодинамики: q=l, т. е., в изотермическом процессе вся теплота, сообщаемая газу, расходуется полностью на работу расширения. Найдем работу процесса, воспользовавшись уравнением:
Так как: то: Адиабатный процесс. Адиабатным называется процесс, который осуществляется без теплообмена между газом и внешней средой. Известно, что любой термодинамический процесс можно представить как последовательность элементарных (бесконечно малых) процессов. В каждом таком процессе в данном случае теплота не подводится и не отводится, поэтому характеристикой процесса служит равенство dq=0. Уравнение процесса найдем путем совместного решения уравнений состояния и первого закона термодинамики. При dq=0 имеем:
Подставляя cv=R/(k—1), получаем:
Дифференцирование уравнения pv=R.T дает выражение
Дальнейшие преобразования приводят к следующему выражению:
Путем деления последнего выражения на pϑ получаем:
Интегрирование последнего выражения и потенцирование логарифмического выражения позволяет получить уравнение адиабатного процесса в диаграмме p-ϑ:
Уравнение и есть уравнение адиабатного процесса. В диаграмме p-ϑ адиабатный процесс изображается кривой линией, близкой к гиперболе. Из уравнения для адиабатного процесса устанавливаем связи между параметрами:
Работа процесса совершается за счет внутренней энергии газа и может быть рассчитана с помощью следующих выражений:
Рис. 4. Адиабатный процесс.
Политропные процессы. Политропным называется всякий обратимый термодинамический процесс, который подчиняется уравнению Pϑn=const, (1)
где показатель «п» может иметь любое значение от — до + . Для каждого процесса показатель п — величина постоянная. Из уравнения (1) можно получить соотношения между параметрами р и ϑ для каких-либо произвольных состояний, характеризуемых точками 1 и 2, политропного процесса, а именно: (2) Для расчета количества работы в политропном процессе можно использовать следующие выражения: (3)
Выражение для определения теплоемкости политропного процесса имеет следующий вид: (4) Количество теплоты, расходуемой в политропном процессе, может быть подсчитано непосредственно по уравнению
(5) где k = cр \ cϑ находится в зависимости от атомности газа. Показатель политропы «п» можно найти расчетным путем, логарифмируя соотношения между любой парой основных параметров, определяемых из уравнений (1-2). Например, если точки 1 и 2 принадлежат политропе, то из уравнения (1) имеем:
(6) откуда после логарифмирования находим: (7)
Таким же путем можно найти показатель n, если в начальном и конечном состояниях политропного процесса будут известны одновременно значения р и Т или Т и ϑ.
|