Файл: Лукьянов Н.Н. Основные понятия технической термодинамики учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.08.2024
Просмотров: 51
Скачиваний: 1
М И Н И СТ Е Р СТ В О В Ы СШ ЕГО И С Р Е Д Н Е Г О С П Е Ц И А Л Ь Н О Г О О Б Р А ЗО В А Н И Я У З Б Е К С К О Й С С Р
ТАШКЕНТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Н. Н. ЛУКЬЯНОВ
ОСНОВНЫЕ понятия ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
(учебное пособие)
Ташкент —г 1973 іѵ
МИНИСТЕРСТВО ВЬЮШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНІЙ
УЗБЕКСКОЙ ССР
ТАШКЕНТСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Н.Н.ЛУКЬЯНОВ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ (учебное пособие)
1
л тт V ТГі
"i.“ £
Тшкент - |
г . |
|
|
|
|
2 . |
|
|
|
В книге изложены основные понятия |
|||||
|
технической термодинамики, |
область |
при |
|||
■^2, <-3 ééO ^ - менения тепловых двигателей и |
аппаратов |
|||||
Ж |
в народном хозяйстве. |
|
|
|
||
Книга предназначена для |
студентов |
|||||
|
||||||
|
высших учебных |
заведений, |
оообенно |
сту |
||
|
дентов заочного |
обучения. |
|
|
|
- 3 -
'ТОРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
|
- |
температура, |
°С; |
|
|
|
|
|||
7 |
- |
абсолютная температура,°К; |
|
|||||||
р |
- |
давление*я/м^ или |
бар; |
|
||||||
? м й м ’ Р & р ' Р ы - |
Давление |
|
манометрическое, барометрическое |
|||||||
|
|
вакуумш трическое, |
|
н/м^, бар; |
|
|||||
V |
- |
удельный |
объем,і^ к г ; |
|
||||||
V |
- |
объем, ы^; |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
- |
плотность, |
к |
у і |
/ |
і |
■ |
|
||
f |
- |
удельный |
в е с , |
к |
л |
^ |
и |
* • |
|
|
И |
- |
внутренняя |
энергия, |
кди/юг ; |
|
|||||
I |
- |
энтальпия, |
кди/лѵг ; |
|
|
|||||
S |
- |
энтропия, |
ь м / и л - т р - а д |
|
||||||
е |
- |
эксергия, кW к - і ■ |
|
|
||||||
Q |
- |
количеств*. |
|
іла, |
|
кди; |
|
|||
(j |
- |
удельное |
количество |
тепла, кди/ ауі • |
|
|||||
d - |
работа, |
кди ; |
|
|
|
|
|
|
||
С |
- |
удельная |
работа,кди/ <сг ; |
|
||||||
'У |
- |
в е с , юі; |
|
|
|
|
|
|
|
|
m - |
масса, кт ; |
|
|
|
|
о |
|
|||
|
|
ускорение |
силы |
|
|
|
|
|||
( j |
- |
тявести, м/сек ; |
|
|||||||
/ |
- |
работа перемещения |
|
газов,к ди / й-ч.у |
|
|||||
f |
- |
техническая работа, |
луілс/ди.; |
|
||||||
с |
- |
удельная |
массовая |
|
теплоемкость, кди/ и z |
град; |
С- удельная теплоемкость при постоянном давлении, кдд/fc't- град;
Си,- |
удельная теплоемкость при постоянном объеме |
||
|
|
|
кд а / т - ■град; |
V |
|
- |
скорость, ь^сек: |
Я. |
- |
газовая постоянная, кдж/ м • ір ад; |
|
jU |
- |
относительная молекулярная маоса, к л - j |
|
к |
|
- |
число молекул; |
r |
^ |
- |
термический к .п .д . ; |
ц |
д - |
относительный внутренний к .п .д .; |
|
^ |
|
- |
механический к .п .д .; |
п |
|
- |
эффективный к .п .д . паро-турбииы. |
<*РГУЯ
|
|
- 5 - |
|
|
|
|
|
|
_ |
ч ВВЕДЕНИЕ |
|
|
|
|
|
- щ.-і Каждый раздел |
науки, как правило, начинается |
с |
основных |
||||
понятий, з |
которых прежде всего рассматриваются |
|
ОСОБЕННО |
||||
СТИ данного |
предмета, |
. S .... |
|
|
|
||
Книга по |
технической термодинамике |
особенно |
нуждается |
||||
в наличии подробного раздела |
по |
основным понятиям, что |
|||||
|
о |
|
|
является залогом успешного усвоения материала курса в це
лом'., ■ |
: . |
• ••’Ü- 1 • |
. |
Большинство |
студентов |
яеэнергетических специальностей |
ВТУБ-ов изучают техническую термодинамику по учебникам и учебным; пособиям "Облая теплотехника? написанным разными авторами и авторскими коллективами.
Однако выпущенные за последние десятилетия книги "Об щая теплотехнике ".обладая целым-рядом достоинств, стали приводить сведения,относящиеся к основным понятиям,весь ма сокращенно и неодинаковые по своему объему у разных авторов.Это стало отрицательно сказываться на усвоении технической термодинамики,особенно студентами заочной и вечерней системы образования,проходящих обучение в услови ях малого "живого" слова.
6 свази с изложенным,нами поставлена цель написания учебного пособия СПЕЦИАЛЬНО ПО ОСНОВНЫМ ПОНЯТИЯМ техничес кой термодинамики.
г
- 6 -
Настоящее пособие не подменяет собой учебника по
технической термодинамике, а предполагает предварительное
или параллельное |
изучение основных понятий, |
ч то, |
по наше |
||||||
му мнению, сделает дальнейшее |
изучение курса в целом с о з |
||||||||
нательно понятным, быстрым и углубленным. Оно также рас |
|||||||||
считано на желающих УГЛУБИТЬ СБОИ ЗНАНИЯ по |
основным поня |
||||||||
тиям технической |
термодинамики. |
|
|
|
|
||||
Пособие состоит из трех разделов. |
|
|
|
||||||
В первом |
разделе - |
"Общие определения" |
- |
приводятся |
|||||
сведения, касающиеся принципов и метода исследования в |
|||||||||
технической термодинамике. |
|
|
|
* |
|
||||
Во |
втором |
разделе - |
"Основные |
понятия технической тер |
|||||
модинамики" - |
приводится материал, |
составляпций, |
по нашему |
||||||
мнению, |
комплексное изложение |
основных понятий: |
|
||||||
1 . О рабочем теле и |
его |
параметрах; |
|
|
|
||||
2 . О термодинамической системе; |
|
|
|
||||||
3 . Об анергии и энергообмене между системой |
и средой; |
||||||||
4 . |
Об уравнениях состояния идеальных и |
реальных газов; |
|||||||
5 . О процессах - обратимых, необратимых, равновесных, |
|||||||||
|
неравновесных; |
|
|
|
|
|
|
||
6 . |
О вычислении работы - |
расширения, располагаемой, |
|||||||
|
технической; |
f |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 . |
О вычислении количества тепла. |
|
|
|
|||||
В третьем |
разделе - |
"Прикладное значение |
технической |
||||||
терло,динамики" |
- |
приводятся современные области |
применения |
||||||
тепловых двигателей и аппаратов в инженерной |
|
практике. |
В связи с тем , что не одно столетие международными научными языками являлись так называемые классические языки - латинский и греческий, в Приложении приводится объяснение иноязычным словам, нашедшим наибольшее приме
нение в курсах технической термодинамики различных эето-
о
ров.
Существующая термодинамическая учебная литература
обширна, причем; трудно отдать предпочтение тому или ино
му изданию, так как любое из них по составу и расположе нию материала не может удовлетворить одновременно всех читателей. Однако несмотря на эти обстоятельства, автор считает оправданным издание настоящего учебного пособия, отличающегося характером изложения ж составом материала.
При написании у.ебн ого пособия особое внимание обращалось на логическую последовательность вводимых поочередно на учных данных и определений, на их органическую связь меж ду собой, Важнейшие сведения сопровождались указаниями исторических дат.
Автор выражает глубокую благодарность кандидатам технических наук, профессору Б.М.Гуровичу, заведующему кафедрой "Теоретическая и общая теплотехника", сделавше1му ценные замечания по рукописи, и доценту С.М.Межѳрицкому, с большим вниманием отредактировавшему данное учебное пособия.
- 8 -
I.ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ^
I - I . НАЗВАНИЕ, СОДЕРЖАНИЕ , ПРИНЦИП^ТЕРМОДИНАМИКИ.
ТЕРМОДИНАМИКА ПО СВОЕМУ НАЗВАНИЮ происходят из объеди
нения двух греческих слов:"терм"- тепло и "динам"- сила.
Однако это,исторически сложившееоя название предмета пол-
■’Р
ностьв не отвечает его содержание.
ТЕРМОДИНАМИКА ПО СВОЕМУ СОДЕРЖАНИЮ является наукой о законах превращения энергии в физических, химических и
других процессах, сопровождающихся выделением либо погло щением тепла.
Громадное количество явлений природы связано с тепло
выми процессами, поэтому термодинамика является одной из
отраслей |
естествознания .В |
самом |
общем смысле термодинами |
||||||
ка |
- |
это |
наука об энергии |
и е е |
свойствах. |
|
|
||
|
|
|
ОСНОВНЫМИ ПРИНЦИПАМИ ТЕРМОДИНАМИКИ являются два |
||||||
экспериментально установлеиш х |
закона, характеризующих |
||||||||
повседневный опыт в земных условиях. |
|
|
|||||||
|
|
Первый закон термодинамики представляет приложение |
|||||||
основного закона прцэѳжі- |
закона превращения и |
сохраяв |
|||||||
и м |
зяерпш |
- к Я Ш М |
ЯВЛЕНИЯМ. |
|
|
||||
|
|
Второй |
закон характеризует |
направление |
протекающих |
||||
* |
ириродв |
Тенлевкх |
процессов, условия |
их протекания, |
|||||
а |
тощ**», в |
частности, |
утверждает невозможность |
полного |
превращения текла в работу в тепловых двигателях.Термо динамика ш самостоятельная наука возникла тогда,когда были открыты вти два закона (называемые поэтому такие порами и вторым НАЧАЛАМИ термодинамики).
- 9 -
В начале XX в . был установлен принцип недостижимости абсо лютного нуля температуры,подучивший название тепловой тео ремы Нернста.Она п о зв о л и т определить свойства тел при очень низких температурах.Эта теорема применяется в основ ном при исследовании химических процессов и имеет более ог
раниченное применение по сравнению с двумя законами термоди
намики .
ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА ТЕРМОДИНАМИКИ заидш ается в исследовании
общих свойств физической системы при равновесии и закономер
ностей, имеющих место при установлении равновесия, а также процессов, происходящих G телами вследствие внешнего эн ер ге- 0
тического воздействия.Предметом изучения при этом являются результаты этого воэдействия:совершенная работа,количество
поглощенного телом тепла, конечное состояние,достигаемое те
лом . |
|
|
|
|
ИСТСРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ. |
|
|
||
Толчком к возникновению |
термодинамики послужило |
появление |
||
первого универсального |
теплового двигателя - паровой машины, |
|||
а первым термодинамическим исследованием является работа |
|
|||
французского инженера Сади Карно "Размышления о |
движущей |
си |
||
ле огня”(і8 2 Ч ), посвященная изучению превращения |
тепла в |
ра |
||
боту, т .е . термодинамика |
исторически |
возникла из |
потребностей |
|
теплотехники. В XX в . термодинамика |
значительно |
переросла |
|
|
первоначальные требования теплотехники,занимаясь |
изучением |
закономерностей тепловой формы движения материи и о влиянии теплового движения на свойства физических тел.