все лекции по тд и тп. Закон тд для закр неподвиж сисмы. Сисма не обменивающаяся с окр средой вещвом называется закрытой
 Скачать 1.36 Mb.
|
|
Цикл Карно (ЦК). Теорема Карно.  Цикл Карно предложен в 1824г. Это обратимый цикл. Прямой ЦК состоит из 4-х обратимых процессов:1-2 – адиабатич.сжатие; 2-3 – изотермич.расширение; 3-4 – адиабатич.расширение; 4-1 - изотермич.расширение. Используя св-ва процессов устанавливаем, что: T1=T4; T2=T3; q12=q34. Для газообразного раб.тела при его небольших скоростях ф-лу (1.30) можно переписать в виде: qij-lij=ij-ii(1.34).i-начальная т-ка, j – конечная т-ка процесса. Для адиабатического сжатия и расширения: -l12= i2-i1=cp(T2-T1) ; -l34= i4-i3= -(i3-i4)=-cp(T2-T1) ; l34=-l12 => обе эти работы взаимокомпенсируются в цикле. Поэтому полезная работа цикла будет определяться только разносью мех.работ в изотермич.процессах расширения и сжатия. q23-l23=i3-i2= cp(T3-T2)=0 ; q41-l41=i1-i4= cp(T1-T4)=0 или  ;. (1.35).Процессы 1-2 и 3-4 адиабатные, уравнение адиабаты: pvk=C1 или, используя газовый з-н получим: p=CTk/(k-1). Поэтому отношение давлений для этих процессов равны: , для к-х справедливо (1.34). Вычислим отношения давлений в 1.35: (1.37).Термический КПД по ЦК определим из 1.34: . Из полученной формулы видно, что КПД ЦК, совершаемого идеальным газом зависит только от макс.и миним.температур газа в цикле. На основании этого теорема Карно: термический КПД ЦК не зависит от св-в раб.тела и определяется только температурами высшего и низшего источников теплоты.Частные случаи политропных процессов.
Теплоемкость и подведенная теплота соответственно равны: ; ;
, , ; ; Т.к. то газ работу расширения не совершает, поэтому вся теплота идет на изменение внутренней энергии но - распологаемая энергия.
Из n=1 , а из закон Бойля-Мариотто du=0 , dq=d Вся теплота идет в работу изменения объема Из С=
dq=CdT=0 нужно чтобы С=0 или n=k. или или ; n=k отсутствует , процесс изоэнтропный.Закон теплообмена излучением З-ны описыв-щие излучение абсолютно черного тела с соотв. Поправками исп-ся для получения расч. фор-л теплообмена излучением м\у реальными телами. ЗАКОН ПЛАНКА Уст-ет зависимость спектр. плотности потока излуч. абс. черн. тела от длины волны и температуры Т.  (Вт\м^2*мкм) контактыАбс.черн.тело имеет сплошной спектр излучения, т.е. излучает при всех длинах волн. Реальные тела могут иметь сплошной(диэлектрики)и линейчатый спектры(газы).Сопоставив зависимости и для абс.черн. и реального тела, получим картинку где - - - --абс.черн тело, _____-реальноеСпособность тела излучать энергию хар-ет спекртальная степень черноты тела  (1) и Степень черноты тела (2)Е-излучательная способность.Если величина имеет одинаковые значения для всех длин волн и температур,то тело наз-ся серым (3) из (1) с учетом (2) и (3) определим при (для серого тела) ; ; (4)Для реальных тел, при различных длинах волн не одинакова.ЗАКОН СМЕЩЕНИЯ ВИНА Макс. Положение в спектр. Плотности потока излучения зависит от Т.Длина волн ,отвечающая макс. Плотности излуч-я связана с тизлучающего телаур-ем: мм*К, где в мм.ЗАКОНЕ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА Опред-ет связь повер-тной плотности потока излучение,абс.черн.тела с тем-рой. Это выр-е получ-ся интегрир-ем закона Планка: - коэ-т излуч-я абс.черн.тела =5,67 Вт\(м^2*K^4) Таким образом получаем: ; -коэ-т излучения реального тела.ЗАКОН КИРХГОФА Устан-ет связь м\у спос-ми тела излучать и поглощать энергию ищлучения.Для тел,нах-ся в тепловом равновесии,пов-ная плотность потока и поглащ-ная спос-ть связаны м\у собой. Пусть одна из рядом расположенных парал-ных пластин-произвольное тело ( ),а вторая-абс.черн.тело(=1) при равных Т.первая стенка одним кв. метром погл-ет энергию,а ее излуч-е и отраж-е полностью поглоща-ся абс.черн.стенкой,из усл-я тепл-ти следуетЭто выр-е справедливо для люб-ой др. стенки (5)отнощение пов-тной плотности потока излучения тела к его поглащ-ной спос-ти одиноково для всех тел,нах-ся при одной темп-ре и равно пов-ной плотности потока излучения абс.черн.тела при тойжеТ .из закона следует,чтот чем больше поглощает,тем дольше и излучает тело,поэтому абс.черн.тело имеет наиб.поверх-ную плотность потока излучения.Если в (5) величину Е выразиь ч\з степень черноты по зак-у СТЕФ-БОЛЬЦ,то Ур-ние примит вид следут, что Закон КиРТ-ФА справедлив и для спектр. Излучения,для опред. Длины волн примит вид ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЯ М\У ТВЕРДЫМИ ТЕЛАМИ РАЗДЕЛЕННЫМИ ГЕОТЕРМИЧНОЙ СРЕДОЙ 1ый СЛУЧАЙ Излучение м\у 2мя парал-ми стенками 2 стенки,с большими пов-ями и стоят на небольшом расстоянии,так,что излучение каждой стенки полностью попадает на противоположную,частично отражаясь и поглощаясь,что имеет затухающий хар-р.Обозначим  плотность потока эф-ного излучения от 1ой стенки ко 2ой,аналогично и .Величины равны: ,где - потоки излучения стенок 1и2 -поток отражений стенок 1и2 -коэф-т отраженной той стенки подставив и получим и найдем результ-щий потокиспользуя полученные ранее формулы получаем ,где приведенная степень черноты сис-мы сост-щей из 2х стенок 2ой случай Излучение м\у телами когда одно тело окружено пов-тью др. Вся излучаемая пов-тью центральноготела энергия падает на внешнюю пов-ть  ,излучение которой только частично попадает на пов-ть .для такого случая где передача энергии осущ-ся только за счет излучения центрального тела.3ий случай Излучение м\у стенками разделенными экраном Для простоты выч-я примим  При отсутствии экрана  При наличие экрана,тепловые потоки равны При условии приведенные степени черноты будут равныПри стационарном режиме: приравняв правые части получими найдемсделаем вывод,что экран,с такимже коэф-том излучения как и у стенок, уменьшает тепловой поток в 2раза., т.е. при n экранах, поток уменьшится в (n+1)раз при и данном экране получим формулу где и определяется по ф-леИЗЛУЧЕНИЕ ГАЗОВ Газы излучают и поглощают энергия,неспособны отражать и рассеивать ее.одно и 2х атомные газы не излучают тепловую энергию(до3000К)3х атомные газы ( ) Обладаят заметным излучением,кот. Носит объемный хар-р,т.к. участвуют все частицы газа.газы имеют линейчатый спектор излучения.поглащение и излучение происходит только в определенных интервалах длин волн. При расчетах пользуются интегральной степнью черноты,использ-ю обьем газа ().плотность потока по излучению считаетсяэнергия излучения зависит от толщины газового слоя и концентрации излучающих молекул,кот.оценивается порциальным давлением газа.Имеем-средняя длина луча в пределах газового слоя. ищится по графикам,построенным по опытным данным,и зависит от Т поэтому зав-ть Е=Е(Т)может отличаться от закона 4ой степени. В продукты сгорания одновременно входят .Для смеси определяют по ф-ле последний член хар-ет эф-т взаимопоглащения в рез-те частичного совпадения полос излучения и поглащения спектров .Энергия. Виды энергии и их особенности. Энергия является мерой движения материи. В физики изучается закон сохранения и превращения энергии dE=dQ-dL (1.1) где E - полная энергия системы Q - теплота подведенная или отведенная от системы L – работа подведенная или отведенная от системы В термодинамике Под полной энергией системы понимают сумму E = Ek + EП + U (1.2) dEk = d(1/2mW2) где Ek – кинетическая энергия системы EП – потенциальная энергия системы во внешних силовых полях U – внутренняя энергия или энергия заключенная в системе Внутренняя энергия состоит из кинематической энергии, поступательного, вращательного и колебательного движения молекул. Потенциальной энергии взаимодействующих молекул энергии внутриатомных и внутриядерных частиц из которых состоят атомы и некоторых других видов энергии. Внутренняя энергия является функциональным внутреннем параметром состояния системы – температуры, давления, состава системы. Она однозначна, определяет состояние системы т.е. является функции состояния. Ее изменения не зависит от процесса изменения состояния системы, а определяется лишь значениями энергии в конечном и начальном состоянии: ΔU =U2 – U1 (1.3) Состояние однородной системы определяется двумя независимыми переменами, поэтому для однородной системы получим например: U =U(T,V ) (1.4)где, T- температура системы V- объем Для сложной системы внутренней энергия равна:U = Uiгде Ui – внутренняя энергия плоской системы. |