Политропические процессы
Определение политропического процесса. Уравнение политропы при адиабатическом процессе. Характеристика уравнения политропы при изотермическом процессе. Уравнение политропы при изобарическом процессе. Уравнение политропы при изохорическом процессе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.01.2020 |
| Размер файла | 57,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
План
1.Определение политропического процесса
2. Уравнение политропы при адиабатическом процессе
3. Уравнение политропы при изотермическом процессе
4. Уравнение политропы при изобарическом процессе
5. Уравнение политропы при изохорическом процессе
Политропический процесс
процесс политропический уравнение
Важным классом термодинамических процессов являются процессы, происходящие при постоянной теплоемкости, то есть политропические процессы. К таким процессам, в частности, относятся адиабатический, изотермический, изобарический и изохорический процессы.
Для идеального газа нетрудно получить уравнение политропического процесса тем же способом, которым ранее было выведено уравнение Пуассона. Пусть молярная теплоёмкость идеального газа в политропическом процессе равна . Тогда в соответствии с первым началом термодинамики имеем выражение:
|
, |
(1) |
из которого следует:
|
. |
(2) |
Подставляя это выражение в формулу получим
|
(3) |
или с учетом соотношения Майера
|
. |
(4) |
Сравнение формул (1) и (4) при условии, что , позволяет записать уравнение
|
, |
(5) |
аналогичное уравнению . Здесь введен параметр
|
, |
(6) |
который называется показателем политропы.
Из этой формулы можно также получить зависимость молярной теплоемкости от показателя политропы :
|
. |
(7) |
Преобразование формулы (5) к виду:
|
(8) |
и интегрирование полученного уравнения дает
|
. |
(9) |
Уравнение (9) называется уравнением политропического процесса или политропы - кривой, описываемой таким уравнением в переменных и .
Аналогично уравнениям адиабаты и уравнение политропы может быть переписано в других термодинамических координатах:
|
, |
(10) |
|
. |
(11) |
При адиабатическом процессе , что соответствует нулевой теплоемкости. Подставив в формулу (6) и сравнив получившееся выражение с , имеем , и уравнение политропы (9) становится уравнением адиабаты: .
Если процесс изотермический, то , так как при этом . В этом случае показатель политропы в пределе равен единице, и уравнение политропы (9) преобразуется в уравнение Бойля-Мариотта: . Обратим внимание на то, что поскольку при выводе уравнения политропы мы исключали величину , то этот вывод не может считаться полностью корректным для изотермического процесса.
Для изобарического процесса при показатель политропы , и уравнение (9) принимает форму: .
При изохорическом процессе должно стать равным , что соответствует случаю, когда показатель . Очевидно, переход в формуле (9) к указанному пределу некорректен. Это связано с тем, что при выводе уравнения политропы предполагалось, что (см. переход к формуле (5)).
Если умножить уравнение (2) на величину и сложить его с уравнением (4), предварительно умноженным на величину , то получим уравнение политропы в дифференциальном виде
|
. |
(12) |
При это уравнение приобретает форме:
|
(13) |
Отсюда имеем или . Из уравнения (12) также следует, что в процессе, при котором , давление постоянно:
Для политропических процессов значение теплоёмкости и, соответственно, показателя политропы могут принимать любые величины. Отрицательные значения теплоёмкости, когда показатель политропы принимает значения от единицы до величины g (см. формулу (7)), соответствуют таким условиям, при которых внутренняя энергия термодинамической системы убывает при передаче ей положительного количества теплоты. Это может быть осуществлено при принудительном расширении газа.
В соответствии с формулой (2) при величины и имеют различные знаки, и с ростом объёма газа его температура, а, следовательно, и внутренняя энергия, уменьшаются. С этим, в частности, связано понижение температуры идеального газа при его адиабатическом расширении, так как в этом процессе . Наоборот, при с ростом объёма газа его температура растёт. В соответствии с первым началом термодинамики этот рост должен быть обеспечен подводом к системе дополнительного количества теплоты.
Рассуждая аналогичным образом, можно на основании формулы (4) установить связь между приращениями давления и температуры. При с ростом давления температура газа будет возрастать, а при - уменьшаться.
Поскольку внутренняя энергия идеального газа не изменяется в изотермическом процессе, количество теплоты, полученное газом, также может быть рассчитано по этой формуле, то есть в этом процессе . При изотермическом расширении идеального газа работа совершается только за счёт теплоты, подведённой из окружающей среды.
В заключение параграфа запишем все полученные формулы в единую таблицу
|
Термодинамический процесс |
Показательполитропы |
Теплоемкость |
Работа |
|
|
Изотермический |
1 |
|||
|
Изобарический |
0 |
|||
|
Изохорический |
0 |
|||
|
Адиабатический |
0 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение политропного процесса. Способы определения показателя политропы. Вычисление теплоемкости и количества теплоты процесса. Расчет термодинамических свойств смеси, удельных характеристик процесса. Проверка расчётов по первому закону термодинамики.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 16.01.2013Уравнение Менделеева-Клайперона, газовая постоянная. Отношение абсолютных давлений и температур. Нахождение количества теплоты произвольной массы газа в изобарном процессе. Состояние идеального газа. Работа в изотермическом и адиабатном процессах.
задача [333,3 K], добавлен 16.06.2012Определение показателя политропы, начальных и конечных параметров, изменения энтропии для данного газа. Расчет параметров рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.12.2011Исследование изобарных, изохорных, изотермических и адиабатных процессов. Определение показателя политропы для заданного газа, изменения энтропии, начальных и конечных параметров рабочего тела. Изучение цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания.
контрольная работа [347,5 K], добавлен 12.02.2012Уравнение неразрывности потока жидкости. Дифференциальные уравнения движения Эйлера для идеальной жидкости. Силы, возникающие при движении реальной жидкости. Уравнение Навье - Стокса. Использование уравнения Бернулли для идеальных и реальных жидкостей.
презентация [220,4 K], добавлен 28.09.2013Определение параметров газовой смеси для термодинамических процессов. Политропный процесс с различными показателями политропы. Конструктивный тепловой расчет теплообменного аппарата. Рекуперативный теплообменник с трубчатой поверхностью теплообмена.
курсовая работа [415,7 K], добавлен 19.12.2014Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.
контрольная работа [27,4 K], добавлен 12.09.2010Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Определение параметров в начале и в конце сжатия, а также давления сгорания. Построение политропы сжатия и расширения. Индикаторная диаграмма расчетного цикла. Конструктивный расчет деталей дизеля.
дипломная работа [501,1 K], добавлен 01.10.2013Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.
контрольная работа [170,3 K], добавлен 13.09.2010Статистика атмосферы и простейшее приложение. Уравнение состояние сухого воздуха и его использования для расчёта плотности воздуха. Виртуальная температура и запись уравнения влажного воздуха в компактной универсальной форме. Основные const термодинамики.
краткое изложение [43,8 K], добавлен 19.11.2010Предварительный расчет параметров компрессора и турбины газогенератора. Показатель политропы сжатия в компрессоре. Детальный расчет турбины одновального газогенератора. Эскиз проточной части турбины. Поступенчатый расчет турбины по среднему диаметру.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.05.2012Уравнение равновесия для стержней, направление сил, действующих на точку равновесия, в противоположную сторону. Построение графиков перемещения, ускорения точки, движущейся прямолинейно. Запись уравнения скорости на каждом участке представленного графика.
контрольная работа [5,2 M], добавлен 08.11.2010Термодинамические процессы в сухом и влажном воздухе. Термодинамические процессы фазовых переходов. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Уравнение переноса водяного пара в атмосфере. Физические процессы образования облаков. Динамические процессы а атмосфере.
реферат [487,9 K], добавлен 28.12.2007Уравнение состояния идеального газа, закон Бойля-Мариотта. Изотерма - график уравнения изотермического процесса. Изохорный процесс и его графики. Отношение объема газа к его температуре при постоянном давлении. Уравнение и графики изобарного процесса.
презентация [227,0 K], добавлен 18.05.2011Исследование волоконного световода без потерь двухслойной конструкции. Уравнение передачи по световоду, порядок и принципы его составления. Нахождение постоянной интегрирования и подставление их в уравнение. Типы волн в световодах, их особенности.
реферат [91,9 K], добавлен 10.06.2011Изучение движения тела под действием постоянной силы. Уравнение гармонического осциллятора. Описание колебания математического маятника. Движение планет вокруг Солнца. Решение дифференциального уравнения. Применение закона Кеплера, второго закона Ньютона.
реферат [134,8 K], добавлен 24.08.2015Общая характеристика классического уравнения Лиувилля. Анализ особенностей вывода линеаризованного уравнения Власова. Рассмотрение полной системы линеаризованных уравнений в приближении самосогласованного поля для классического электронного газа.
курсовая работа [504,3 K], добавлен 05.04.2016Анализ и особенности распределения поверхностных сил по поверхности жидкости. Общая характеристика уравнения Бернулли, его графическое изображение для потока реальной жидкости. Относительные уравнение гидростатики как частный случай уравнения Бернулли.
реферат [310,4 K], добавлен 18.05.2010Методика и этапы вывода уравнения работы в произвольном процессе. Определение и оценка зависимости работы газа в обратимом или необратимом процессе. Процесс парообразования в is-диаграмме. Описание цикла паровой компрессорной холодильной установки.
контрольная работа [329,4 K], добавлен 04.12.2013Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса, его сущность и краткая характеристика. Влияние сил молекулярного притяжения на стенки сосуда. Уравнение Ван-дер-Ваальса для произвольного числа молей газа. Изотермы реального газа и правило фаз Максвелла.
реферат [47,0 K], добавлен 13.12.2011
