ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамические процессы реальных газов из "Теплотехника " Основными процессами, весьма важными и в теоретическом, и в прикладном отношениях, являются изохорный, протекающий при постоянном объеме изобарный, протекающий при постоянном давлении изотермический, происходящий при постоянной температуре адиабатный — процесс, при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой, и политропный, удовлетворяющий уравнению ру = onst. [c.30] На рис. 4.1 представлен график процесса. [c.30] Работа расщирения в этом процессе равна нулю, так как dv = 0. [c.30] Поскольку внутренняя энергия идеального газа является функцией только его температуры, то формулы (4.4) справедливы для любого термодинамического процесса идеального газа. [c.31] Графиком изотермического процесса в р, у-координатах, как показывает уравнение (4.12), является равнобокая гипербола, для которой координатные оси служат асимптотами (рис, 4.3). [c.31] При изотермическом сжатии от газа отводится теплота в количестве, равном затраченной на сжатие работе. [c.32] Адиабатный процесс. Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным, т. е. б 7 = 0. Для того чтобы осуществить такой процесс, следует либо теплоизолировать газ, т. е. поместить его в адиабатную оболочку, либо провести процесс настолько быстро, чтобы изменение температуры газа, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, было пренебрежимо мало по сравнению с изменением температуры, вызванным рас-щирением или сжатием газа. Как правило, это возможно, ибо теплообмен происходит значительно медленнее, чем сжатие или расщирение газа. [c.32] Поскольку 1, то в координатах р, V (рис. 4.4) линия адиабаты идет круче линии изотермы при адиабатном расширении давление понижается быстрее, чем при изотермическом, так как в процессе расширения уменьшается температура газа. [c.32] Поскольку при адиабатном процессе б 7 = 0, энтропия рабочего тела не изменяется (ds = 0 и 5 = onst). Следовательно, на Г, s-диаграмме адиабатный процесс изображается вертикалью. [c.33] Политропный процесс имеет обобщающее значение, ибо охватывает всю совокупность основных термодинамических процессов. Ниже приведены характеристики термодинамических процессов. [c.34] На рис. 4.5 показано взаимное расположение на р, V- и Т, s-диаграммах поли-тропных процессов с разными значениями показателя политропы. Все процессы начинаются в одной точке ( в центре ). [c.34] Изохора (п= .оо) делит поле диаграммы на две области процессы, находящиеся правее изохоры, характеризуются положительной работой, так как сопровождаются расширением рабочего тела для процессов, расположенных левее изохоры, характерна отрицательная работа. [c.34] Процессы, расположенные правее и выще адиабаты, идут с подводом теплоты к рабочему телу процессы, лежащие левее и ниже адиабаты, протекают с отводом теплоты. [c.34] Для процессов, расположенных над изотермой (п=1), характерно увеличение внутренней энергии газа процессы, расположенные под изотермой, сопровождаются уменьщением внутренней энергии. [c.34] Процессы, расположенные между адиабатой и изотермой, имеют отрицательную теплоемкость, так как bq и du (а следовательно, и dT), имеют в этой области противоположные знаки. В таких процессах 1/ (71, поэтому на производство работы при расширении тратится не только подводимая теплота, но и часть внутренней энергии рабочего тела. [c.34] В качестве реального газа рассмотрим водяной пар, который широко используется во многих отраслях техники, и прежде всего в теплоэнергетике, где он является основным рабочим телом. Поэтому исследование термодинамических свойств воды и водяного пара имеет большое практическое значение. [c.34] Процесс парообразования. Основные понятия и определения. Рассмотрим процесс получения пара. Для этого 1 кг воды при температуре О °С поместим и цилиндр с подвижным поршнем. Прн.южим к поршню извне некоторую постоянную силу Р. Тогда при площади поршня F давление будет постоянным и равным p = P/F. Изобразим процесс парообразования, т. е, превращения вещества из жидкого состояния в газообразное, в р, у-диаграмме (рис. 4.6). [c.34] Начальное состояние воды, находящейся под давлением р и имеющей температуру О °С, изобразится на диаграмме точкой ао. При подводе теплоты к воде ее температура постепенно повышается до тех пор, пока не достигнет температуры кипения ts, соответствующей данному давлению. При этом удельный объем жидкости сначала уменьшается, достигает минимального значении при /= = 4 °С, а затем начинает возрастать. (Такой аномалией — увеличением плотности при нагревании в некотором диапазоне температур — обладают немногие жидкости. У большинства жидкостей удельный объем при нагревании увеличивается монотонно.) Состояние жидкости, доведенной до температуры кипения, изображается на диаграмме точкой а. [c.34] При увеличении объема над поверхностью жидкости, имеющей температуру насыщения, некоторое количество жидкости переходит в пар, при уменьшении объема излишний пар снова переходит в жидкость, но в обоих случаях давление пара остается постоянным. [c.35] Вернуться к основной статье