Оглавление:
Основные понятия и определения
- Тепловое движение — это особая форма движения материи, качественно иная. «В отличие от обычного механического движения, когда все части тела двигаются регулярно и выделяют тепло、 Форма теплового движения. Суммарная кинетическая энергия движущихся микрочастиц — это энергия теплового движения вещества, а также механическая、 Он переносится из одной части вещества в другую. Сочетание энергии теплового движения всех микрочастиц системы и энергии их взаимодействия является внутренней энергией системы. В результате контактных или случайных электромагнитных колебаний возникает разность температур в частях вещества, происходит передача энергии теплового движения.
Электропередача (Форма энергообмена) происходит в 2-х направлениях-работа l и тепловыделение q части общего запаса энергии термодинамической системы, связанной с расположением системы в поле. Внутренняя энергия гидродинамической системы, которая сопровождается внешними силами и движением самой системы относительно внешней среды. Если я работаю или тепла q, отнесенную к 1 КТ массы вещества, они называются уникальными, обозначаются/и q соответственно и измеряются в джоулях на килограмм (Дж / кг). Передача тепла может также произойти внутренне. Термодинамическая система и другие тела (внешняя среда).
Если система не обменивается энергией и веществом с другими системами. Людмила Фирмаль
Термодинамическая система термодинамическая система я делю гомосексуалистов на замкнутых и не обмениваюсь веществами Открытая система, которая обменивается веществами и энергией с другими системами и другими системами. Его называют изолированным. Теплопередача называется адиабатическим тепловым движением-это случайное (хаотическое) движение частиц (молекул, атомов) И так далее), все тела составлены. Перенос энергии в результате макроскопического упорядочения микрочастиц называется работой.
Передача энергии Беспорядочное всенаправленное движение частиц называется теплопередачей, а количество передаваемой энергии в этом случае называется теплом, технологическим теплом или теплом. Термодинамическая система — это совокупность макроскопических объектов, которые могут взаимодействовать друг с другом и с другими объектами, составляющими внешнюю среду в форме обмена. Энергия или вещество. Рисунок 1. 1. «Схема измерения давления по высоте жидкости в колонне с использованием трубок типа i. Наиболее часто используемыми рабочими жидкостями в термодинамических системах являются: Водяной пар, газ, воздух, аммиак, углекислый газ и др.
Параметры состояния термодинамических систем могут изменяться во время всех взаимодействий с окружающей средой. По их количеству Давление p, температура t и объем k связаны между собой давление p определяется отношением суммарной силы перпендикулярной поверхности к силе Г», которая возникает при ударе о стенку. Частицы, которые перемещаются в беспорядке рабочей жидкости к поверхности area. In общий случай p = l ^ m с равномерным распределением сил вдоль поверхности-единица давления Это Паскаль (ПА). В практических расчетах часто используется 1 МПа =10⁶па. Давление делится на абсолютное/ 7, атмосферное, избыточное и вакуумное p.
To мера Давление с помощью барометра, манометра, вакуумметра и различных преобразователей. При абсолютном давлении в сосуде p> pl (рис. 1. 1) избыточное давление pn = p-pa v-образная трубка манометра определяется различными колонками жидкости. В случае p rl, внутренность контейнера вакуумирована, и жидкостный уровень на правой стороне пробки датчика вакуума понижен Левый бортовой жидкостный уровень и ПЭ-аш-П Ртуть (i мм рт. = 133. 322 ПА) или воды (1 мм рт. ст. = = 9. 80665 па). Температура»/ » пропорциональна кинетической энергии частиц рабочего тела. Вниз.
Температура, меньше кинетической энергии. Значение температуры определяется изменением температуры физических свойств удобных для измерения веществ с помощью следующих методов Температурная шкала. Термодинамическая шкала температуры основана на 2-м законе термодинамики. Температура, при которой тепловое движение молекул полностью прекращается 、 Приобретается как абсолютный ноль-происхождение. Другой точкой для определения термодинамической температурной шкалы является температура тройной точки воды (равновесная температура Между льдом, водой и паром), равным 273, 16 к.
На единицу, рабочим телом является газ, жидкость или плазменное вещество, с помощью которого Механическая работа, холод, энергия при воздействии тепла. Параметр состояния-это физическая величина, однозначно характеризующая состояние термодинамической системы и не зависящая от него Из фона системы. Давление-это физическая величина, характеризующая силу вертикальной силы, с которой один объект действует на поверхность другого. Измерение Термодинамической шкалой температуры является Кельвин (К), что соответствует 1/273. 16 интервала от абсолютного нуля до тройной точки температуры коровы.
Часто одна и та же температура Измеряется по шкале Цельсия (ноль — температура таяния льда, 100°С-температура Т кипения скота при нормальном давлении 101 325 па). Связь с измеренной температурой 7 В термодинамической шкале температуры, а температура t измеряется в градусах Цельсия шкала составляет: t = t-273. 15°c. T = t + 273. 15 k. Объем рабочего тела в термодинамике v измеряется в м3. Удельный объем — это объем v, занимаемый единицей массы рабочего тела.
Для однородной рабочей жидкости удельный объем равен v = v / м. Где m-масса рабочей жидкости. Для характеристики объема рабочей жидкости, обогащенной в объеме v, необходимо указать давление и температуру рабочей жидкости в объеме. Поэтому, как обычно Физическое состояние, принятая температура 273, 15 к (0°С) и давление 101, 325 кПа. Величина, обратная удельному объему-плотность рабочей жидкости Р = / х = м / v. Так. .ПГ =1 .Состояние термодинамической системы переходит в равновесное и неравновесное состояния .
Равновесное состояние изолированной термодинамической системы характеризуется константой Такие параметры, как давление (механическое равновесие) и температура (тепловое равновесие) .в неизолированной системе состояние равновесия Она однозначно определяется внешними условиями .Давление и окружающая среда temperature .In сбалансированная термодинамическая система, там нет устойчивого потока .Например、 Тепло и вещество .Все изолированные во времени системы будут находиться в равновесии и не изменятся до тех пор, пока система не выйдет из него .Внешнее облучение .
При нарушении инвариантности давления в различных частях объема, занимаемого рабочим телом, система переходит в неравновесное механическое состояние .Если .. Нарушение температурного гомеостаза приводит к развитию неравновесного теплового состояния. Параметры системы, находящейся в термодинамически сбалансированном состоянии、 Само по себе число независимых параметров состояния системы всегда будет равно числу термодинамических степеней свободы. Например, состояние термодинамической системы.
Температура и объем могут изменяться (система термической деформации) и всегда определяются, если только 2 параметра specified. At в то же время, остальные параметры будут очень надежными value. So, при рассматриваемых условиях связь между параметрами может быть выражена в виде p = a. V =fᵥ (p, t) t = ft (p, v). (1. 1) уравнение состояния y (p; o; 7) = 0. (1. 2) в термодинамических системах идеальный газ. Уравнение, представляющее собой связь между параметрами равновесного состояния молекулярной термодинамики, которое выражает уравнение взаимодействия-состояния газообразных частиц Система.
Материальная точка, которая не имеет объема и силы межмолекулярных связей. Идеальным уравнением состояния 1ase является уравнение крапейрона pv * = mrt. (13) включают частичную производную с определенным физическим значением-термодинамические свойства рабочего тела. 11 в расчете, значение Он получается делением или pv = rt. (1. 4) где r-газовая постоянная, характеризующая идеальную работу при 1 работе и постоянном давлении и 1 k изменении температуры. Поскольку постоянная определяется характеристиками рабочего тела, то в разных телах величина r различна. Если p-молярная масса газа, то умножив обе части уравнения (1. 4) на p, получим следующую формулу: Уравнение.
Клапейрона-Менделеева p1m = nmt. (1. 5) где = ep-молярный объем рабочей жидкости. м * / моль, при нормальных физических условиях, % 22. 4 м’ / кмоль; ki = kr-универсальная 1-фазная постоянная, ki = 8314 Дж / (кмоль * к). J / газовая постоянная удельного рабочего тела в (кг•к) («4 ^ 1 и (s-iv⁷ на удельный объем /’ cpjt газа v₀c К-277 к = 101. 325 кПа или и деленное на po = | ct pressure давление при тех же условиях p₀: тепловое расширение = (1 />о) ^ y, (1. 11) тепловой коэффициент Упругий Т-образный каркас; 1 / ⁾2 factor коэффициент изотермического сжатия₽t= — (1 / » о). Если вы присваиваете (1. 13) p jt формуле (1. 11) — (1. 13) формуле (1. 10), то r = 8314 / p. (1. 6) 0 =Мро (1-14) относительно независимых переменных дифференцирование системы уравнений (1. 1) дает приращение параметров.
- Константа parameter. By принимая условие dp = 0, соотношение (1. 7) — (1. 13) выводится на основе зависимости (1. 1), поэтому можно получить дифференциальное уравнение состояния. НС (1. 4）、 В этом случае формула (1. 14) справедлива для любого рабочего тела. Свойства рабочего органа на практике описываются большим количеством эмпирических формул. Самый простой и качественно правильный Именно уравнение ван-дер-Ваальса (p +«/g2) (b—b) = rt, (1. 15) отражает фактическое поведение рабочего тела. Где a и b-константы, полученные в эксперименте. Ajv2- Коррекция молекулярной когезии.
Б-коррекция объема газообразных молекул. Потому что путь реальной молекулы газа всегда меньше пути молекулы 1 идеального газа в диаметре、 Молекулярный j (рис. 1. 2), поскольку число столкновений молекул и воздействие на стенку резервуара в реальном газе велико, давление pp реального газа выше, чем идеальное давление p. При той же температуре, то есть pp> p = rtfv. Чем больше диаметр молекулы, тем больше давление difference. In в связи с этим реальное давление газа pp = rt / (v-b), где b- общий объем молекулы 2 в п = со. Температура идеального газа характеризует среднюю скорость molecules. In настоящий газ, молекулы которого притягиваются друг к другу.
Это позволит снизить давление реального газа на стенку до некоторой степени (по сравнению с идеальным давлением). Людмила Фирмаль
К другу (межмолекулярная связь), в связи с чем, приближаясь к стенке, молекула 3 испытывает гравитационное притяжение с одной стороны (рис. 1. 2), и скорость ее движения к стенке уменьшается、 Сила удара о стену уменьшается. . Это уравнение p = rt / (v-b) — & p. (1. 16) давление пропорционально числу молекул, которые сталкиваются со стенкой, и числу молекул, которые оттягивают эти молекулы от стенки. Количество квадратов Молекулы на 1 м2 поверхности.
Это число пропорционально плотности и обратно пропорционально volume. In это соединение, dp = » /g2, (1. 17） Кроме того, постоянная а зависит от характеристик рабочего тела. Если вы присваиваете (1. 17) уравнению (1. 16), оно становится уравнением (от 1 до 15). Уравнение (1. 15) является i ’ 3- (b-b РТ / Р) П2+ (п / п) р-р /? / p = 0 (1-18) решение таково! Уравнение для t = const — это изотермы (рис. 1. 3). Напишите x>рисунок 1. 2. Схема взаимодействия молекул реального газа Б Изотермы realm ii реальность протекает! В виде p = const и в виде прямой линии ps ее построение осуществляется при условии, что область, ограниченная кривой линией, выложена.
Прямой Мп вверх и вниз. Соедините точки w, k и гладкие кривые, чтобы получить различные регаты ai рабочего тела к гранипам состояния. I-ncpeipe-я пара. // — Влажный пар; iii-жидкость. Разница в природе Изотерм 1. 3 выше и ниже Изотерм. Ван — дер-Ваальс изотермический Тк = const. Эту изотерму можно определить как критическую. Где точка k- Критическая точка, содержащая критические параметры рабочего тела pk, tf, i’k. Для ключевого параметра точки k уравнение (1. 18） Корень, может быть представлен как (v-b) 3= 0. Разверните его и сравните с предыдущим: 3 i = h + rt * / pk; 3vi » a / pk; g3= ab / pk. Последние 2 Соотношение= = cr / 3, следовательно, = = 3rcr и r = 8rcr / (ztk).
Таким образом, постоянное уравнение (1. 15) определяется параметрами критической точки. Это было получено экспериментально. Термодинамический процесс изменение состояния рабочего тела вследствие воздействия внешней среды называется процессом термодинамики. Термодинамический процесс характеризуется изменением основных параметров рабочего тела. Термодинамический процесс становится сбалансированным и неравновесным.
Равновесный процесс В каждый выбранный момент значения параметров p, v и t характеризуют равновесное состояние всей системы, а не отдельных ее частей, поскольку она прогрессирует медленно. Но Бесконечно медленное течение процесса практически невозможно и является пределом. Равновесный процесс может быть описан графически, например, в виде изотермы (см. Рисунок 1. 3). .В ней каждая кривая характеризует набор равновесных состояний термодинамической системы .Неравновесные процессы характеризуются тем, что рабочая жидкость Система, участвующая в процессе, имеет несколько различных значений параметров в разных частях одновременно .
Обратимый процесс-это равновесное состояние, а необратимый процесс-неравновесное состояние .В результате обратимых процессов прямого и обратного в системе и внешней среде окончательных изменений не происходит remain .In прямой обратимый процесс、 Достаточно работы, чтобы восстановить систему в исходное состояние при тех же внешних условиях .Обратимый процесс является идеальным процессом для достижения максимальной производительности .Расширение и минимальное сжатие .
Такие процессы происходят только тогда, когда равновесное состояние системы поддерживается в каждой точке процесса, поэтому обратимый процесс является Это просто равновесный процесс .Процесс NS с потерями отвечает этим требованиям requirements .In такими процессами, равновесный процесс является переходным процессом термодинамической системы .От равновесия к другому состоянию все промежуточные состояния можно считать равновесными, так как они очень медленные .
Неравновесный процесс-процесс с неравновесностью Государство .Обратимый процесс-это процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, когда он возвращается в свое первоначальное состояние .(В случае изменения внешних условий в обратном порядке) система непосредственно проходит через все равновесные состояния процесса, но в обратном порядке .Необратимый процесс- Процесс, который спонтанно прогрессирует только в одном направлении .Система не может вернуться в свое первоначальное состояние без дополнительного воздействия извне .Каждый раз .
Необратимый процесс, изменяющий состояние рабочего тела, является неравновесным процессом . 11) несколько последовательных термодинамических процессов, таких как 2) и 2C1 (рисунок 1 .4) 、 Замкнутый термодинамический процесс 1d2c1 сконфигурирован для формирования циркуляционного процесса или цикла .Подобно термодинамическому процессу, термодинамический цикл обратим、 Необратимый .Обратимый цикл образуется только обратимым процессом .Газовая смесь Gas .It известно, что каждый газ, поступающий в смесь, занимает объем, равный объему смеси .
Парциальное давление pk представляет собой давление смеси A = I pn =£Pk, k-1 (N-численное значение） Ингредиенты смеси .так как в k-ом газе находится pKV =mKRfTₜ, k = n P » V = * T£mₖRₖ в газовой смеси . k * * l k = l K = l£m£Rₖ= = R «X>» k k-1 k-1 тогда Средняя газовая постоянная смеси РНС .1 .4 .График термодинамического цикла k= (1 .19) k-1 k-1 k = lж**, поскольку он является массовым 4 = 1 Вызов смеси, форма уравнения состояния газовой смеси равна rpG = m «Ky7» .(1 .20) понятие массовой доли для оценки состава газовой смеси Газ в смеси= (1 .21) * = i .далее, £#>= !。Согласно k-1 с формулой (1 .19), k =яi .= поставить полученное уравнение£k-1 в соотношение (1 .6) Газ, мы имеем термодинамический цикл-это процесс циркуляции, который осуществляется термодинамической системой .
Парциальное давление-это давление с I-az, содержащимся в Газе .Смесь, если он один занимает объем, равный объему смеси при той же температуре .R .= 8314 fte / cd k = 1, где D * — молярная масса газа k в смеси, кг / моль .Подобный .Формула смеси газов (1 .6) R » = 8314 / тся, (1 .22) где u-средняя (кажущаяся) молярная масса смеси .Смеси газов могут быть представлены объемными долями (1 .23） Где Vₖ-парциальный объем k-го газа смеси при давлении смеси p» (непарциальное давление pk) .
Потому что температура всех газов, входящих в смесь, одинакова、 По формуле (1 .4) pV = Pnk’k и k-k k-и L b =£ₙv/ P .-v . k» 1 k = 1 следовательно, сумма парциального объема газовой смеси равна объему, что смесь occupies .In это соединение, k = я г г * = 1 .Массовая доля и объемная доля* * если вы знаете плотность p * каждого газа в смешанном газе, вы можете связать 1 смешанного газа .Тогда формула (1 .21) &= (П/ * £ L, k «I p * = nk / Tp, поэтому формулы (1 .24) и (1 .25) можно выразить в следующем виде: (&/Ik) .(1-27) k = 1 эти зависимости удобны для расчетов с использованием известных химических формул газов, входящих в состав смеси .А после деления молекулы и знамени !Это лучшая игра, в которую я когда-либо играл .Смешанные ГК = Пкгк /£pkkk от V до я .(1 .24) k = 1 k =кΓk= ( !G Gf / pk) аналогичным образом .
Смотрите также:
| Теплообменники рекуперативного типа | Первый закон термодинамики |
| Теплообменники регенеративного типа | Термодинамические процессы реальных газов и паров |
