Часть 1
Внутренняя энергия (U)
Внутренняя энергия (U)
Внутренняя энергия (U)
Свойства внутренней энергии
Работа расширения (L)
Работа расширения (L), Дж
Работа расширения (L)
Теплота (Q), Дж (q, дж/кг)
Теплоемкость газов (С)
Теплоемкость газов (С)
Теплоемкость газов (С)
Теплоемкость газов (С)
Теплоемкость газов (С)
Уравнение Майера
Уравнение Майера
Уравнение Майера
Уравнение Майера
Энтальпия (i)
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики
1.73M
Category: physicsphysics

Внутренняя энергия. Работа расширения. Теплота. Аналитическое выражение первого закона термодинамики. (Занятие 2)

1. Часть 1

Техническая
термодинамика
Занятие 2
Внутренняя энергия. Работа расширения. Теплота.
Аналитическое выражение первого закона
термодинамики. Теплоемкость газов. Энтальпия.

2. Внутренняя энергия (U)

Фильм 21

3. Внутренняя энергия (U)

U = Uк + Uп + Uо + Uя
Uк=f(T)
Uп=f(V)
Uо=0
Фильм 22
Uя=0

4. Внутренняя энергия (U)

Фильм 23

5. Свойства внутренней энергии

1. U=f(состояния тела) => U=f(V,P,T)
2. свойство аддитивности. U=U1+ U2+…
3. u=U/М [Дж/кг]
4. ИГ U2=0
Uиг=f(T)
5. для задач u=u2-u1

6. Работа расширения (L)

- форма передачи энергии в ТД
Фильм 24

7. Работа расширения (L), Дж

v2
l pdv
v1

8. Работа расширения (L)

Свойства :
1. L=f(процесса)
2. Макрофизическая форма передачи энергии в ТД
процессе
3. l=L/М [Дж/кг]
4. При расширении - «+», при сжатии – «-»
5. Зависит от свойств ТРД

9. Теплота (Q), Дж (q, дж/кг)

- форма передачи энергии на микро
Фильм 25

10. Теплоемкость газов (С)

- количество теплоты, которое необходимо
подвести или отвести от единицы рабочего тела
для изменения его температуры на 1
Q
C
T
Дж
К
Теплоемкость зависит от:
температуры,
давления,
структуры молекул,
процесса,
единицы рабочего тела

11. Теплоемкость газов (С)

Рассмотрим процесс нагревания единицы массы
рабочего тела, который характеризуется кривой
Q=f(T):
Q
На интервале от 1 до 2:
средняя теплоемкость –
2
ΔQ
1
Q
C
tg
t
3
t1
Δt
t2
t

12. Теплоемкость газов (С)

Истинная теплоемкость – значение
теплоемкости в данной
температурной точке
Q
2
Q dQ
lim
tg 1 C1
t 0 t
dt
ΔQ
т.е. производная от
количества тепла
по температуре
1
3
1
2
Δt
t

13. Теплоемкость газов (С)

Расход тепла в процессе:
1. Через среднюю
теплоемкость:
Q Сср t
2. Через истинную
теплоемкость:
dQ Cdt
t2
Q Cdt
t1

14. Теплоемкость газов (С)

Удельная
теплоемкость:
dq
c
dT
Дж
кг К
Виды теплоемкости:
Массовая – с, кг
Объемная – с’, м3
мольная - с , кмоль
с
с
н
c
Изобарная - сp
изохорная - cv
политропная - cn
k
cp
cv
n k
cn cv
n 1

15. Уравнение Майера

Рассмотрим процесс нагревания газа от Т1 до Т2 :
Случай 1. p=const
Случай 2. v=const
c1 p1 V2 T2
c1 p2 V1 T2
c1 p1 V1 T1
c1 p1 V1 T1
Qp
Qv
Qp - Qv = L
Q p mc р T2 T1
Qv mcv T2 T1

16. Уравнение Майера

Работа газа:
pV = mRT
p
L = p1V2 - p1V1 =
= p1 (V2 - V1) =
2
L
Qv
= mR(T2 - T1)
1
C другой стороны:
2
Qp
v
L = Qp - Qv = mcp(T2 - T1) - mcv(T2 - T1)
Тогда:
mR(T2 - T1) = mcp(T2 - T1) - mcv(T2 - T1)
R c p cv
1842 г.

17. Уравнение Майера

Для идеального газа:
сv
с p
i
R
2
i 2
R
2
i – число степеней свободы

18. Уравнение Майера

Коэффициент Пуассона:
k
cp
Газ
k
cv
одноатомный
1,67
двухатомный
1,40
многоатомный
1,28

19. Энтальпия (i)

I = U + pV [Дж]
Функция состояния
u + pv = i [Дж/кг]
Энтальпия ИГ является функцией только Т
i = U(T) + RT
di = cpdT
i = cdT + RT
Δi = cp(T2-T1)

20. Первый закон термодинамики

Е=const
Полная энергия изолированной
термодинамической системы при любых
происходящих в системе процессах остается
неизменной

21. Первый закон термодинамики

Q = U + L
dq = du +dl
dq = du + pdv
В термодинамическом процессе вся теплота,
подводимая к телу расходуется на изменение
внутренней энергии и на работу против
внешних сил.
U
Q
L

22. Первый закон термодинамики

dq = du + pdv
U
Q
L
di d u pv
Выражение 1-го
закона
термодинамики
через энтальпию:
di du pdv vdp
di dq vdp
dq di vdp
English     Русский Rules