ლექციების მოკლე კურსი „თბოტექნიკის თეორიული საფუძვლები. ინფორმაცია სითბოს ინჟინერიის სითბოს ინჟინერიის ფორმულების შესახებ

ფიზიკის ფაკულტეტის TGP დეპარტამენტის წამყვანი ინჟინერი

ფიზიკა-ტექნიკის ინსტიტუტი.

განყოფილება I. ტექნიკური თერმოდინამიკა.

თემა 1. შესავალი. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.

1.1. შესავალი 1.2. თერმოდინამიკური სისტემა.1.3. მდგომარეობის პარამეტრები.1.4. მდგომარეობის განტოლება და თერმოდინამიკური პროცესი.

თემა 2. თერმოდინამიკის პირველი კანონი.

2.1. სითბო და სამუშაო.2.2. შინაგანი ენერგია.2.3. თერმოდინამიკის პირველი კანონი.2.4. გაზის თბოტევადობა.2.5. იდეალური აირის მდგომარეობის უნივერსალური განტოლება.2.6. იდეალური გაზების ნარევი.

თემა 3. თერმოდინამიკის მეორე კანონი.

3.1. თერმოდინამიკის მეორე კანონის ძირითადი დებულებები.3.2. ენტროპია.3.3. კარნოს ციკლი და თეორემები.

თემა 4. თერმოდინამიკური პროცესები.

4.1. ტ/დ პროცესების შესწავლის მეთოდი.4.2. იდეალური აირის იზოპროცესები.4.3. პოლიტროპული პროცესი.

თემა 5. დინების თერმოდინამიკა.

5.1. თერმოდინამიკის პირველი კანონი ნაკადისთვის.5.2. კრიტიკული წნევა და სიჩქარე. ლავალური საქშენი 5.3.

თემა 6. რეალური აირები. წყლის ორთქლი სველი ჰაერი.

6.1. უძრავი აირების თვისებები.6.2. რეალური აირის მდგომარეობის განტოლებები.6.3. ცნებები წყლის ორთქლის შესახებ.6.4. ნოტიო ჰაერის მახასიათებლები.

თემა 7. თერმოდინამიკური ციკლები.

7.1. ორთქლის ტურბინის ერთეულების ციკლები (STU).7.2. შიდა წვის ძრავების ციკლები (ICE).7.3. გაზის ტურბინის ერთეულების ციკლები (GTU) ტესტის კონტროლი განყოფილების მიხედვით

ნაწილი II. სითბოს გადაცემის თეორიის საფუძვლები.

თემა 8. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.თემა 9. თბოგამტარობა.

9.1. ტემპერატურის ველი. თბოგამტარობის განტოლება.9.2. სტაციონარული თბოგამტარობა ბრტყელი კედლის მეშვეობით.9.3. სტაციონარული თბოგამტარობა ცილინდრული კედლის მეშვეობით.9.4. სტაციონარული თბოგამტარობა სფერული კედლის მეშვეობით.

თემა 10. კონვექციური სითბოს გადაცემა.

10.1. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ კონვექციურ სითბოს გადაცემაზე. 10.2 ნიუტონ-რიჩმანის კანონი 10.3. მოკლე ინფორმაცია მსგავსების თეორიიდან.10.4. კონვექციური სითბოს გადაცემის კრიტერიუმული განტოლებები.10.5. კონვექციური სითბოს გადაცემის გაანგარიშების ფორმულები.

თემა 11. თერმული გამოსხივება.

11.1. ზოგადი ინფორმაცია თერმული გამოსხივების შესახებ.11.2. თერმული გამოსხივების ძირითადი კანონები

თემა 12. სითბოს გადაცემა.

12.1. სითბოს გადაცემა ბრტყელი კედლის მეშვეობით.12.2. სითბოს გადაცემა ცილინდრული კედლის მეშვეობით.12.3. სითბოს გადამცვლელების სახეები.12.4. სითბოს გადამცვლელების გაანგარიშება. ტესტის კონტროლი განყოფილების მიხედვით

ნაწილი III. თბოელექტროსადგურები.

თემა 13. ენერგეტიკული საწვავი.

13.1. საწვავის შემადგენლობა.13.2. საწვავის მახასიათებლები.13.3. ძრავის საწვავი დგუშიანი შიდა წვის ძრავებისთვის.

თემა 14. ქვაბის მონტაჟი.

14.1. ქვაბის აგრეგატი და მისი ელემენტები.14.2. ქვაბის მონტაჟის დამხმარე მოწყობილობა.14.3. ქვაბის დანადგარის სითბოს ბალანსი.

თემა 15. წვის მოწყობილობები.

15.1. წვის მოწყობილობები. 15.2. საწვავის წვა.15.3. ღუმელების თერმული შესრულების ინდიკატორები.

თემა 16. საწვავის წვა.

16.1. საწვავის წვის ფიზიკური პროცესი.16.2. საწვავის წვისთვის ჰაერის თეორიული და ფაქტიური ნაკადის განსაზღვრა.16.3. საწვავის წვის პროდუქტების რაოდენობა.

თემა 17. საკომპრესორო დანადგარები.

17.1. გადაადგილების კომპრესორი.17.2. ფირის კომპრესორი.

თემა 18. გარემოსდაცვითი საკითხები სითბოს გამოყენებისას.

18.1. ტოქსიკური აირები წვის პროდუქტებიდან.18.2. ტოქსიკური გაზების ზემოქმედება.18.3. „სათბურის“ ეფექტის შედეგები.ლიტერატურა

განყოფილება I. ტექნიკური თერმოდინამიკა

თემა 1. შესავალი. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.

1.1 შესავალი

თერმული ინჟინერია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სითბოს მოპოვების, გარდაქმნის, გადაცემის და გამოყენების მეთოდებს, აგრეთვე სითბოს ძრავების, აპარატების და მოწყობილობების მუშაობის პრინციპებს და დიზაინის თავისებურებებს. სითბო გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში. მისი გამოყენების ყველაზე რაციონალური გზების დასადგენად, თერმული დანადგარების სამუშაო პროცესების ეფექტურობის გასაანალიზებლად და თერმული დანადგარების ახალი, ყველაზე მოწინავე ტიპების შესაქმნელად, აუცილებელია გათბობის ინჟინერიის თეორიული საფუძვლების შემუშავება. სითბოს გამოყენების ორი ფუნდამენტურად განსხვავებული მიმართულება არსებობს - ენერგიადა ტექნოლოგიური. ენერგიად გამოყენებისას სითბო გარდაიქმნება მექანიკურ სამუშაოდ, რომლის დახმარებით გენერატორებში წარმოიქმნება ელექტრული ენერგია, რომელიც მოსახერხებელია დისტანციებზე გადაცემისთვის. სითბო მიიღება საწვავის დაწვით ქვაბის ქარხნებში ან უშუალოდ შიდა წვის ძრავებში. ტექნოლოგიურ პროცესებში სითბო გამოიყენება სხვადასხვა სხეულების თვისებების მიზანმიმართულად შესაცვლელად (დნობა, გამაგრება, სტრუქტურის შეცვლა, მექანიკური, ფიზიკური, ქიმიური თვისებები). წარმოებული და მოხმარებული ენერგორესურსების რაოდენობა უზარმაზარია. რუსეთის ფედერაციის საწვავის და ენერგეტიკის სამინისტროს და კომპანიის Shell-ის მონაცემებით, პირველადი ენერგორესურსების წარმოების დინამიკა მოცემულია ცხრილში 1.1.

ცხრილი 1.1.

* აქ - ტონა სტანდარტული საწვავი. ასეთი თეორიული სექციებია ტექნიკური თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემის თეორიის საფუძვლები, რომლებიც სწავლობენ თერმული ენერგიის ტრანსფორმაციის კანონებს და თვისებებს და სითბოს გავრცელების პროცესებს. ეს კურსი არის ტექნიკური სპეციალისტების მომზადების ზოგადი ტექნიკური დისციპლინა.

თერმული ინჟინერია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სითბოს მიღების, გარდაქმნის, გადაცემის და გამოყენების მეთოდებს. თერმული ენერგია მიიღება ორგანული ნივთიერებების დაწვით, რომელსაც საწვავი ეწოდება.

სითბოს ინჟინერიის საფუძვლებია:

1. თერმოდინამიკა არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სითბოს ენერგიის გარდაქმნას ენერგიის სხვა ფორმებად (მაგალითად: თერმული ენერგია მექანიკურ, ქიმიურ და ა.შ.)

2. სითბოს გადაცემა - სწავლობს სითბოს გაცვლას ორ გამაგრილებელს შორის გათბობის ზედაპირის მეშვეობით.

სამუშაო სითხეეწოდება გამაგრილებელი, რომლის დახმარებით თერმული ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად, ანუ კეთდება მუშაობა (მაგალითად, ორთქლი ორთქლის ტუმბოში).

ქვაბის ოთახში გამაგრილებელი (სამუშაო სითხე) არის ცხელი წყალი და წყლის ორთქლი 150°C-მდე ტემპერატურით ან წყლის ორთქლი. თანტემპერატურა 250 ° C-მდე. ცხელი წყალი გამოიყენება საცხოვრებელი და საზოგადოებრივი შენობების გასათბობად, ეს განპირობებულია სანიტარიული და ჰიგიენური პირობებით და მისი ტემპერატურის ადვილად შეცვლის შესაძლებლობით, გარე ტემპერატურის მიხედვით. წყალს აქვს მნიშვნელოვანი სიმკვრივე ორთქლთან შედარებით, რაც საშუალებას აძლევს მას გადაიტანოს მნიშვნელოვანი რაოდენობით სითბო დიდ დისტანციებზე გამაგრილებლის მცირე მოცულობით. შენობების გათბობის სისტემას წყალი მიეწოდება არაუმეტეს 95°C ტემპერატურაზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული გათბობის მოწყობილობებზე მტვრის დაწვა და გათბობის სისტემებიდან დამწვრობა. ორთქლი გამოიყენება სამრეწველო შენობების გასათბობად და საწარმოო და ტექნოლოგიურ სისტემებში.

ქვაბის სახლი არის დაკავშირებული თბოელექტროსადგურების კომპლექსი, რომელიც შექმნილია სითბოს გამომუშავებისთვის.

ქვაბის მონტაჟი = ქვაბის აგრეგატი + დამხმარე მოწყობილობა.

საქვაბე დანადგარი = ქვაბი (ორთქლი ან ცხელი წყალი) + ეკონომაიზერი.

დამხმარე აღჭურვილობა- კვამლის გამწოვი, ვენტილატორი, კვების ტუმბო, საწვავის მიწოდება (საწვავი ან გაზი) HVP და ინსტრუმენტები.

ქვაბის სახლები იყოფა:

1. გათბობა, სითბოს გამომუშავება გათბობისთვის, ვენტილაცია
და ცხელი წყლით მომარაგება საცხოვრებელი და საზოგადოებრივი შენობების, აგრეთვე
სამრეწველო და მუნიციპალური საწარმოები.

2. გათბობა და წარმოება, სითბოს გამომუშავება გათბობის, ვენტილაციისა და ცხელი წყლით მომარაგების, აგრეთვე ტექნოლოგიური მიზნებისათვის.

3. სამრეწველო, სითბოს წარმომქმნელი მხოლოდ ტექნოლოგიური მიზნებისათვის.

ორთქლის წარმოების პროცესი: საწვავი, საწვავი მოწყობილობების გამოყენებით, შედის ქვაბის ღუმელში, სადაც იწვის. საწვავის წვისთვის საჭირო ჰაერი ღუმელს მიეწოდება ფენის ვენტილატორით, შედეგად მიღებული გრიპის აირები, რომლებიც სითბოს ნაწილს უთმობენ ღუმელში მდებარე გათბობის ზედაპირებს (გამოსხივებას), შედიან კონვექციურ გამათბობელ ზედაპირებში, გაცივდებიან და იხსნებიან. ატმოსფეროში კვამლის გამწოვი საკვამურში.

ქვაბში გათბობის ზედაპირები არის მილის კედლები. წყალი მოძრაობს მილების შიგნით, ხოლო გამონაბოლქვი აირები ირეცხება მილების გარეთ. სითბოს გაცვლა ხდება მილების კედლებში, აირები ასხივებენ წყალს სითბოს. ზედა ბარში წყალი დუღს და წარმოიქმნება გაჯერებული ორთქლი, ქვაბსა და კვამლის გამწოვას შორის დამონტაჟებულია წყლის ეკონომაიზერი (სითბომცვლელი, სითბოს გამოსაყენებლად) ქვაბსა და კვამლის გამწოვას შორის. ქვაბები სპეციალურად მზადდება HPW-ს მიერ და მიეწოდება ზედა ბარაბანი კვების ტუმბოს საშუალებით.საქვაბის ოთახი მუშაობს თხევადი საწვავის სპეციალური საწვავის ნაგებობაზე.

სამუშაო სითხის პარამეტრები

გამაგრილებელი, რომელიც იღებს ან გასცემს თერმულ ენერგიას, ცვლის თავის მდგომარეობას.

Მაგალითად:ორთქლის ქვაბში წყალი თბება და ორთქლად იქცევა. რომელსაც აქვს გარკვეული ტემპერატურა და წნევა. ორთქლი შედის ორთქლ-წყლის გამაცხელებელში, კლებულობს, გადაიქცევა კონდენსატად.გახურებული წყლის ტემპერატურა მატულობს, ორთქლისა და კონდენსატის ტემპერატურა იკლებს.

სამუშაო სითხის ძირითადი პარამეტრებიარის ტემპერატურა, წნევა, სპეციფიკური მოცულობა, სიმკვრივე.

1.ტემპერატურა- ეს არის სხეულის გაცხელების ხარისხი, განსაზღვრავს სითბოს სპონტანური გადაცემის მიმართულებას უფრო გახურებულიდან ნაკლებად გაცხელებულ სხეულზე (ნივთიერების მოლეკულების საშუალო კინეტიკური ენერგიის საზომი).

სითბოს გადაცემა მოხდება მანამ, სანამ ტემპერატურა არ გახდება თანაბარი, ანუ არ მოხდება ტემპერატურის წონასწორობა. ტემპერატურა იზომება გრადუსით.

გამოიყენება ორი სასწორი: საერთაშორისო კელვინი და პრაქტიკული ცელსიუსი t °C.

ამ მასშტაბით, ნული არის ყინულის დნობის წერტილი, ხოლო ასი გრადუსი არის წყლის დუღილის წერტილი ატმოსფეროში. წნევა (760 მმრტ. Ხელოვნება.).

აბსოლუტური ნული (ყველაზე დაბალი თეორიულად შესაძლო ტემპერატურა, რომელზედაც მოლეკულური მოძრაობა არ არის) გამოიყენება კელვინის თერმოდინამიკური ტემპერატურის სკალაში მითითების წერტილად. დანიშნული თ.

1 კელვინი უდრის 1° ცელსიუსს

ყინულის დნობის ტემპერატურაა 273K. წყლის დუღილის წერტილი არის 373K

T=t + 273; t = T-273

დუღილის წერტილი დამოკიდებულია წნევაზე.

Მაგალითად,ზე R a, c = 1,7 კგფ/სმ2.წყალი დუღს t = 115°C.

2. წნევა- ეს ძალა მოქმედებს პერპენდიკულურად სხეულის ერთეული ზედაპირის ფართობზე.

წნევის ძალა უდრის 1-ს N,ერთნაირად განაწილებული 1 მ 2 ზედაპირზე მიიღება წნევის ერთეული და უდრის 1 Pa (N/m 2) SI სისტემაში.

ტექნოლოგიაში გამოიყენება უფრო დიდი საზომი ერთეულები

1kPa = 10 3 Pa 1MPa = 10 b Pa 1GPa = 10 9 Pa

არასისტემური წნევის ერთეულები კგფ/მ2; კგფ/სმ2.

1 კგფ/მ 2 = 1 მმ.ინ st =9,8 Pa

1 კგფ/სმ 2 = 9.8. 10 4 Pa ​​~ 10 5 Pa = 10 4 კგფ/მ 2

წნევა ხშირად იზომება ფიზიკურ და ტექნიკურ ატმოსფეროში. ფიზიკური ატმოსფერო - ატმოსფერული ჰაერის საშუალო წნევა ზღვის დონეზე ტ°= 0°C

1ატმ= 1.01325. 10 5 Pa = 760 მმ Hg = 10.33 მწყალი st = 1.0330 მმვ. Ხელოვნება. = 1.033 კგფ/სმ2.

ტექნიკური ატმოსფერო (at)

1at = 735 მმრტ. Ხელოვნება. = 10 მ.ვ. Ხელოვნება. = 10000 მმვ. Ხელოვნება. = =0.1 მპა = 1 კგფ/სმ 2

1 მმვ. Ხელოვნება. - 1 სიმაღლის წყლის სვეტის ჰიდროსტატიკური წნევის ტოლი ძალა მმბრტყელ ბაზაზე 1 მმვ. st = 9,8 Pa.

1 მმ.რტ. st - ძალა, რომელიც ტოლია ვერცხლისწყლის სვეტის ჰიდროსტატიკური წნევის 1 სიმაღლით მმბრტყელ ბაზაზე. 1 მმრტ. Ხელოვნება. = 13,6 მმ.ვ. Ხელოვნება.

ტუმბოების ტექნიკურ მახასიათებლებში წნევის ნაცვლად გამოიყენება ტერმინი წნევა.

წნევის საზომი ერთეულია mW.O. Ხელოვნება.

Მაგალითად:ტუმბოს მიერ შექმნილი წნევა არის 50 მწყალი Ხელოვნება. ეს ნიშნავს, რომ მას შეუძლია წყლის აწევა 50-მდე სიმაღლეზე მ.

დახურულ ჭურჭელში და მილსადენებში წნევა გამოირჩევა: ჭარბი, ვაკუუმი (ვაკუუმი), აბსოლუტური, ატმოსფერული.

ატმოსფერული წნევა- საშუალო ატმოსფერული ჰაერის წნევა ზღვის დონეზე t° = 0°C და ნორმალური ატმოსფერო რ=760 მმ.რტ. Ხელოვნება.

ზეწოლა- წნევა ატმოსფერულზე მაღლა (დახურულ მოცულობაში) ქვაბის ოთახებში არის წყალი ჭარბი წნევის ქვეშ, ორთქლი ქვაბებში და მილსადენებში. R IZB. იზომება წნევის ლიანდაგებით.

Წნეხის ქვეშ- დახურულ მოცულობებში წნევა ატმოსფერულზე ნაკლებია (ვაკუუმი). ქვაბების ღუმელები და საკვამურები ვაკუუმშია, ვაკუუმი გაზომილია ლიანდაგებით.

აბსოლუტური წნევა- ჭარბი წნევა ან ვაკუუმი ატმოსფერული წნევის გათვალისწინებით.

რაბები = რ atm + Rizb

რაბები = რატმ -პრაზრ

მაგალითად: R I3bქვაბის ბარაბანში DKVR = 13 კგფ/სმ 2; R gbs= 13 + 1 = = 14 კგფ/სმ2.

რ ვაკდეაერატორში = 0.3 კგფ/სმ 2; რაბები= 1 - 0,3 = 0,7 კგფ/სმ 2

ტექნოლოგიაში მიღებულია:

რბანკომატი = 1 კგფ/სმ 2ან 1 ატმოსფერო

ქვაბებისთვის არის ისეთი ტიპის P, როგორიცაა:

1). დიზაინი P არის მაქსიმალური ჭარბი წნევა, რომლითაც გამოითვლება ქვაბის ელემენტების სიძლიერე.

2). ექსპლუატაცია - მაქსიმალური ჭარბი P ქვაბში, რომლის დროსაც უზრუნველყოფილია ქვაბის გრძელვადიანი მუშაობა ნორმალურ სამუშაო პირობებში.

3). ნებადართული P - მაქსიმალური დასაშვები P ქვაბში ტექნოლოგიური კვლევის შემდეგ.

4). საცდელი P - ჭარბი P, რომელიც გამოიყენება ქვაბის ელემენტების ჰიდრავლიკური ტესტების შესასრულებლად სიძლიერისა და სიმკვრივისთვის (ტექნიკური გამოკვლევა)

3. სიმკვრივე- ნივთიერების მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან.

სადაც V არის მასის მიერ დაკავებული მოცულობა (მ 3)

m- ნივთიერების მასა (კგ)

სითბო.

სითბო არის ენერგია, რომელიც შეიძლება გადავიდეს უფრო გახურებული სხეულიდან ნაკლებად გაცხელებულზე კონტაქტით ან რადიაციის გზით.სითბოს გადაცემას მყარი სხეულიდან (კედლიდან) მის ირგვლივ გამავალ სითხეში ან აირზე ეწოდება სითბოს გადაცემას.

სითბოს და ენერგიის SI ერთეული არის ჯული (J). სითბოს საზომი არასისტემური ერთეული არის კალორია ( კალ).

1 კკალ= 1000 კალ. 1 Mcal= 10 6 კალ 1 გკალ = 10 9 კალ

სითბო არის ენერგია, რომელიც შეიძლება გადავიდეს უფრო გახურებული სხეულიდან ნაკლებად გაცხელებულზე კონტაქტის ან გამოსხივების გზით.

SI სისტემაში სითბოს და ენერგიის საზომი ერთეულია J. სითბოს საზომი არასისტემური ერთეული არის კალორია ( კალ).

1 კკალ= 1000 კალ. 1 Mcal= 10 6 კალ 1 გკალ = 10 9 კალ

1 კილოკალორია არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 კგ წყლის 1°C-ით გასათბობად ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს.

1 კალ.- სითბოს რაოდენობა 1 გ H 2 O 1 ° C-ით გასათბობად

P = 760 მმ. Hg

1 კალ.=4.19J

1 კ.კ ალ.= 4,19 კჯ კვტ . სთ = 860 კკალ

2015 წლის 8 მარტი, 07:44 საათი

დამოუკიდებელ მშენებლობასთან დაკავშირებით გათბობის ინჟინერიის თემას აქამდე მხოლოდ შემოვლით, სხვა თემების კონტექსტში შევეხე. ამის შესახებ დაიწერა სტატიები და წიგნები, მათ შორის ინტერნეტში, ფორმულებისა და დიაგრამების ზღვით, რაც, როგორც ჩანს, აფრთხობს მკითხველს. შედეგად, ამ სფეროში ცალკეულ დეველოპერებს აქვთ ყველაზე ამპარტავანი მცდარი წარმოდგენები.
მაშ ასე, დავიწყოთ თავიდან, ფიზიკით: ნებისმიერ მყარ სხეულს ახასიათებს ორი თერმული მახასიათებელი, რომელიც გვაინტერესებს: სითბოს ტევადობა და თბოგამტარობა. თბოგამტარობა არის მასალის უნარი გადაიტანოს თერმული ენერგია უფრო გახურებული ზონიდან ნაკლებად ცხელ ზონაში. სახლის ჩამკეტ კონსტრუქციებთან დაკავშირებით, სითბოს შესანარჩუნებლად სასურველია მაქსიმალურად დაბალი თბოგამტარობა. ცალკე კითხვა სისქის შესახებ. სისქის ზრდა იწვევს სტრუქტურის ღირებულების პროპორციულ ზრდას, მაგრამ არა თბოიზოლაციის პროპორციულ გაუმჯობესებას. თითოეული მასალისა და თითოეული კლიმატური ზონისთვის არის გარკვეული ოპტიმალური სისქე.

სითბოს სიმძლავრე არის მასალის უნარი შეიწოვოს (დაგროვდეს) და გამოუშვას სითბო ტემპერატურის ცვლილებისას. აქ ყველაფერი არც ისე მარტივია; დიდი ან მცირე სითბოს სიმძლავრე შეიძლება იყოს როგორც პლუსი, ასევე მინუსი, კონკრეტული პირობებიდან გამომდინარე.

შეჯამება: დაბალი თბოგამტარობის მქონე მასალა არის სითბოს იზოლატორი, მაღალი სითბოს ტევადობის მასალა არის სითბოს აკუმულატორი.

მოვიყვანოთ მაგალითი: შეადარეთ ხის და აგურის სახლი გათბობის ინჟინერიის თვალსაზრისით. ხეს აქვს დაბალი თბოგამტარობა (ანუ ის არის სითბოს იზოლატორი) და დაბალი სითბოს ტევადობა. აგური ასევე არის სითბოს იზოლატორი, მაგრამ აქვს დიდი სითბოს ტევადობა, ანუ ის ასევე მოქმედებს როგორც სითბოს აკუმულატორი. ხის სახლი კარგად ინარჩუნებს სითბოს, მაგრამ სწრაფად ცივდება, ხოლო აგურის სახლი კარგად და დიდხანს ინარჩუნებს სითბოს. თუ სახლი მუდმივად გამოიყენება, მაშინ აგურის უფრო კომფორტულია - ის უფრო დიდხანს ინარჩუნებს სითბოს, არბილებს ტემპერატურის რყევებს, როდესაც ღუმელი პერიოდულად იხსნება. თუ სახლი გამოიყენება საზაფხულო აგარაკად - პარასკევს საღამოს მივედით დაუხურავ სახლში და გავაცხელოთ, მაშინ აქ აგურის კედლების მაღალი სითბოს ტევადობა მინუსში ითამაშებს. ამ შემთხვევაში ხის სახლს აქვს უპირატესობა გათბობის სიჩქარეში.

ცალკე, ღირს მრავალფენიანი კედლის სტრუქტურების გათვალისწინება. მაგალითი: ბეტონის შენობა უნდა იყოს იზოლირებული გაფართოებული პოლისტიროლის ან მინერალური ბამბის ფილებით. ბეტონი თავისთავად კარგი სითბოს აკუმულატორია, მაგრამ ცუდი სითბოს იზოლატორი. თუ თბოიზოლაციის მასალა გარეთ არის განთავსებული, ბეტონი იმოქმედებს სითბოს აკუმულატორის როლში, რაც სასარგებლოა მუდმივი საცხოვრებლისთვის. თუ შიგნით მოათავსებთ თბოიზოლაციის მასალას, მაშინ ბეტონის კედლები არანაირ როლს არ შეასრულებს ოთახის თერმოდინამიკაში - ის სწრაფად გაცხელდება და სწრაფად გაცივდება.

კიდევ ერთი მაგალითი: იმისათვის, რომ ხის სახლმა დიდხანს შეინარჩუნოს სითბო, შეიძლება მისი შიგნიდან შელესვა.

მრავალშრიანი სტრუქტურებისთვის, არსებობს ორთქლის ბარიერის და მასთან დაკავშირებული "ნამის წერტილის" მნიშვნელოვანი პრობლემა. უხეშად რომ ვთქვათ, ტენიანობა შეიძლება კონდენსირდება შენობის სტრუქტურებში. ველურ ბუნებაში ჩაღრმავების გარეშე, საქმე იმაშია, რომ გაცხელებულ საცხოვრებელ შენობებში ჰაერი ყოველთვის უფრო ნოტიოა, ვიდრე გარეთ. ამიტომ ორთქლის ბარიერი უნდა განთავსდეს შიგნიდან უფრო ახლოს - უფრო მკვრივი, გარედან - უფრო გამტარი პრინციპის მიხედვით.

მოკლედ, ყველაფერი, ზუსტი განმარტებები, საზომი ერთეულები, ფორმულები, პარამეტრების მნიშვნელობები კონკრეტული მასალებისთვის და ა.შ. ხელმისაწვდომია ინტერნეტში.

ფიზიკის ფაკულტეტის TGP დეპარტამენტის წამყვანი ინჟინერი

ფიზიკა-ტექნიკის ინსტიტუტი.

განყოფილება I. ტექნიკური თერმოდინამიკა.

თემა 1. შესავალი. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.

1.1. შესავალი 1.2. თერმოდინამიკური სისტემა.1.3. მდგომარეობის პარამეტრები.1.4. მდგომარეობის განტოლება და თერმოდინამიკური პროცესი.

თემა 2. თერმოდინამიკის პირველი კანონი.

2.1. სითბო და სამუშაო.2.2. შინაგანი ენერგია.2.3. თერმოდინამიკის პირველი კანონი.2.4. გაზის თბოტევადობა.2.5. იდეალური აირის მდგომარეობის უნივერსალური განტოლება.2.6. იდეალური გაზების ნარევი.

თემა 3. თერმოდინამიკის მეორე კანონი.

3.1. თერმოდინამიკის მეორე კანონის ძირითადი დებულებები.3.2. ენტროპია.3.3. კარნოს ციკლი და თეორემები.

თემა 4. თერმოდინამიკური პროცესები.

4.1. ტ/დ პროცესების შესწავლის მეთოდი.4.2. იდეალური აირის იზოპროცესები.4.3. პოლიტროპული პროცესი.

თემა 5. დინების თერმოდინამიკა.

5.1. თერმოდინამიკის პირველი კანონი ნაკადისთვის.5.2. კრიტიკული წნევა და სიჩქარე. ლავალური საქშენი 5.3.

თემა 6. რეალური აირები. წყლის ორთქლი სველი ჰაერი.

6.1. უძრავი აირების თვისებები.6.2. რეალური აირის მდგომარეობის განტოლებები.6.3. ცნებები წყლის ორთქლის შესახებ.6.4. ნოტიო ჰაერის მახასიათებლები.

თემა 7. თერმოდინამიკური ციკლები.

7.1. ორთქლის ტურბინის ერთეულების ციკლები (STU).7.2. შიდა წვის ძრავების ციკლები (ICE).7.3. გაზის ტურბინის ერთეულების ციკლები (GTU) ტესტის კონტროლი განყოფილების მიხედვით

ნაწილი II. სითბოს გადაცემის თეორიის საფუძვლები.

თემა 8. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.თემა 9. თბოგამტარობა.

9.1. ტემპერატურის ველი. თბოგამტარობის განტოლება.9.2. სტაციონარული თბოგამტარობა ბრტყელი კედლის მეშვეობით.9.3. სტაციონარული თბოგამტარობა ცილინდრული კედლის მეშვეობით.9.4. სტაციონარული თბოგამტარობა სფერული კედლის მეშვეობით.

თემა 10. კონვექციური სითბოს გადაცემა.

10.1. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ კონვექციურ სითბოს გადაცემაზე. 10.2 ნიუტონ-რიჩმანის კანონი 10.3. მოკლე ინფორმაცია მსგავსების თეორიიდან.10.4. კონვექციური სითბოს გადაცემის კრიტერიუმული განტოლებები.10.5. კონვექციური სითბოს გადაცემის გაანგარიშების ფორმულები.

თემა 11. თერმული გამოსხივება.

11.1. ზოგადი ინფორმაცია თერმული გამოსხივების შესახებ.11.2. თერმული გამოსხივების ძირითადი კანონები

თემა 12. სითბოს გადაცემა.

12.1. სითბოს გადაცემა ბრტყელი კედლის მეშვეობით.12.2. სითბოს გადაცემა ცილინდრული კედლის მეშვეობით.12.3. სითბოს გადამცვლელების სახეები.12.4. სითბოს გადამცვლელების გაანგარიშება. ტესტის კონტროლი განყოფილების მიხედვით

ნაწილი III. თბოელექტროსადგურები.

თემა 13. ენერგეტიკული საწვავი.

13.1. საწვავის შემადგენლობა.13.2. საწვავის მახასიათებლები.13.3. ძრავის საწვავი დგუშიანი შიდა წვის ძრავებისთვის.

თემა 14. ქვაბის მონტაჟი.

14.1. ქვაბის აგრეგატი და მისი ელემენტები.14.2. ქვაბის მონტაჟის დამხმარე მოწყობილობა.14.3. ქვაბის დანადგარის სითბოს ბალანსი.

თემა 15. წვის მოწყობილობები.

15.1. წვის მოწყობილობები. 15.2. საწვავის წვა.15.3. ღუმელების თერმული შესრულების ინდიკატორები.

თემა 16. საწვავის წვა.

16.1. საწვავის წვის ფიზიკური პროცესი.16.2. საწვავის წვისთვის ჰაერის თეორიული და ფაქტიური ნაკადის განსაზღვრა.16.3. საწვავის წვის პროდუქტების რაოდენობა.

თემა 17. საკომპრესორო დანადგარები.

17.1. გადაადგილების კომპრესორი.17.2. ფირის კომპრესორი.

თემა 18. გარემოსდაცვითი საკითხები სითბოს გამოყენებისას.

18.1. ტოქსიკური აირები წვის პროდუქტებიდან.18.2. ტოქსიკური გაზების ზემოქმედება.18.3. „სათბურის“ ეფექტის შედეგები.ლიტერატურა

განყოფილება I. ტექნიკური თერმოდინამიკა

თემა 1. შესავალი. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.

1.1 შესავალი

თერმული ინჟინერია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სითბოს მოპოვების, გარდაქმნის, გადაცემის და გამოყენების მეთოდებს, აგრეთვე სითბოს ძრავების, აპარატების და მოწყობილობების მუშაობის პრინციპებს და დიზაინის თავისებურებებს. სითბო გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში. მისი გამოყენების ყველაზე რაციონალური გზების დასადგენად, თერმული დანადგარების სამუშაო პროცესების ეფექტურობის გასაანალიზებლად და თერმული დანადგარების ახალი, ყველაზე მოწინავე ტიპების შესაქმნელად, აუცილებელია გათბობის ინჟინერიის თეორიული საფუძვლების შემუშავება. სითბოს გამოყენების ორი ფუნდამენტურად განსხვავებული მიმართულება არსებობს - ენერგიადა ტექნოლოგიური. ენერგიად გამოყენებისას სითბო გარდაიქმნება მექანიკურ სამუშაოდ, რომლის დახმარებით გენერატორებში წარმოიქმნება ელექტრული ენერგია, რომელიც მოსახერხებელია დისტანციებზე გადაცემისთვის. სითბო მიიღება საწვავის დაწვით ქვაბის ქარხნებში ან უშუალოდ შიდა წვის ძრავებში. ტექნოლოგიურ პროცესებში სითბო გამოიყენება სხვადასხვა სხეულების თვისებების მიზანმიმართულად შესაცვლელად (დნობა, გამაგრება, სტრუქტურის შეცვლა, მექანიკური, ფიზიკური, ქიმიური თვისებები). წარმოებული და მოხმარებული ენერგორესურსების რაოდენობა უზარმაზარია. რუსეთის ფედერაციის საწვავის და ენერგეტიკის სამინისტროს და კომპანიის Shell-ის მონაცემებით, პირველადი ენერგორესურსების წარმოების დინამიკა მოცემულია ცხრილში 1.1.

ცხრილი 1.1.

* აქ - ტონა სტანდარტული საწვავი. ასეთი თეორიული სექციებია ტექნიკური თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემის თეორიის საფუძვლები, რომლებიც სწავლობენ თერმული ენერგიის ტრანსფორმაციის კანონებს და თვისებებს და სითბოს გავრცელების პროცესებს. ეს კურსი არის ტექნიკური სპეციალისტების მომზადების ზოგადი ტექნიკური დისციპლინა.

ზომა: px

დაიწყეთ ჩვენება გვერდიდან:

Ტრანსკრიფცია

1 MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF UKRAINE SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL CENTRE OF HIGHER EDUCATION DONBAS STATE MCHANICAL ENGINEERING ACADEMY L.V. DEMENTIY, A.P. AVDEENKO ლექციების მოკლე კურსი დისციპლინაზე „გათბობის ინჟინერიის თეორიული საფუძვლები“ ​​Kramatorsk 000 0

2 MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE OF UKRAINE SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL CENTRE OF HIGHER EDUCATION DONBAS STATE MECHANICAL ENGINEERING ACADEMY L.V. DEMENTIY, A.P. AVDEENKO ლექციების მოკლე კურსი დისციპლინაზე „გათბობის ინჟინერიის თეორიული საფუძვლები“ ​​რეკომენდებულია უკრაინის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტროს მიერ, როგორც სახელმძღვანელო უმაღლესი საგანმანათლებლო დაწესებულებების სტუდენტებისთვის Kramatorsk 000

3 UDC ლექციების მოკლე კურსი დისციპლინაზე "თბოტექნიკის თეორიული საფუძვლები": სახელმძღვანელო. შემწეობა / L.V. Dementiy, A.P. Avdeenko. კრამატორსკი: DSMA, გვ. მოკლე სალექციო კურსი შეიცავს თეორიულ მასალას შემდეგ განყოფილებებში: „ტექნიკური თერმოდინამიკის საფუძვლები“, „სითბო გადაცემა“ და „გამოყენებული თერმოდინამიკა“. სახელმძღვანელო შეიცავს კითხვებს თვითკონტროლისთვის ყოველი სექციის შემდეგ. სახელმძღვანელოს გამოყენება შესაძლებელია კურსის „თერმული ინჟინერიის თეორიული საფუძვლების“ შესწავლისას მექანიკური ინჟინერიის სპეციალობების სრულ განაკვეთზე და ნახევარ განაკვეთზე სტუდენტების მიერ. ISBN L.V. დემენცია, ა.პ. ავდეენკო

4 შესავალი „თბოტექნიკის თეორიული საფუძვლები“ ​​არის ზოგადი ტექნიკური დისციპლინა, რომელიც შეისწავლის სითბოს მიღების, გარდაქმნის, გადაცემის და გამოყენების მეთოდებს, აგრეთვე სითბოს და ორთქლის გენერატორების, სითბოს ძრავების, აპარატების და მოწყობილობების მუშაობის პრინციპებს და დიზაინის თავისებურებებს. კურსი „თბოტექნიკის თეორიული საფუძვლები“ ​​შედგება 3 ძირითადი ნაწილისგან:) ტექნიკური თერმოდინამიკის საფუძვლები;) სითბოს გადაცემა; 3) გამოყენებითი თერმოდინამიკა. თერმოდინამიკა სწავლობს ენერგიის ტრანსფორმაციის კანონებს სხვადასხვა ფიზიკურ და ქიმიურ პროცესებში, რომლებიც მიმდინარეობს მაკროსკოპულ სისტემებში და თან ახლავს თერმული ეფექტები. კვლევის მიზნებიდან გამომდინარე გამოყოფენ ზოგად, ქიმიურ, ტექნიკურ თერმოდინამიკას, ბიოლოგიური სისტემების თერმოდინამიკას და სხვ. ტექნიკური თერმოდინამიკა - იკვლევს სითბოს და მუშაობის ურთიერთგადაქცევის პროცესებს. იგი ადგენს კავშირს თერმულ, მექანიკურ და ქიმიურ პროცესებს შორის, რომლებიც ხდება სითბოს და სამაცივრო მანქანებში, სწავლობს აირებსა და ორთქლებში მიმდინარე პროცესებს, აგრეთვე ამ სხეულების თვისებებს სხვადასხვა ფიზიკურ პირობებში. ტექნიკური თერმოდინამიკა და სითბოს გადაცემის თეორია არის გამოყენებითი სითბოს ინჟინერიის თეორიული საფუძველი. 3

5 ტექნიკური თერმოდინამიკის საფუძვლები. სამუშაო ორგანოების თვისებები სამუშაო სხეული და მისი პარამეტრები თერმოდინამიკური სისტემა არის მატერიალური სხეულების ერთობლიობა, რომლებიც მექანიკურ და თერმულ ურთიერთქმედებაში არიან ერთმანეთთან და სისტემის გარშემო არსებულ გარე სხეულებთან. ყველაფერს, რაც არ არის სისტემის ნაწილი, ეწოდება გარემო. თერმოდინამიკური სისტემები შეიძლება იყოს: ღია (გარემოსთან და მატერიასთან და ენერგიასთან გაცვლა); დახურული (ენერგოგაცვლა); იზოლირებული (გარემოსთან გაცვლის გარეშე). ტექნიკური თერმოდინამიკის საგანია სითბოს ურთიერთგადაქცევისა და მუშაობის პროცესების შესწავლა სხვადასხვა სითბურ ძრავებში. ეს გარდაქმნები ხორციელდება სამუშაო სითხის გამოყენებით. სამუშაო სითხე შეიძლება იყოს მყარი, სითხე და აირი. გაზები ყველაზე ხშირად გამოიყენება, რადგან ისინი მნიშვნელოვნად ცვლიან მოცულობას ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. სხეულის ფიზიკური მდგომარეობა განისაზღვრება გარკვეული რაოდენობით, რომელიც ახასიათებს ამ მდგომარეობას და ეწოდება თერმოდინამიკური პარამეტრები. გაზების ძირითადი თერმოდინამიკური პარამეტრებია: წნევა, ტემპერატურა, სპეციფიკური მოცულობა. მოლეკულური კინეტიკური თეორიის თვალსაზრისით, წნევა არის გაზის მოლეკულების ზემოქმედების საშუალო შედეგი უწყვეტი ქაოტური მოძრაობის დროს ჭურჭლის კედლებზე, რომელშიც 4

6 გაზი შემოსილია და წარმოადგენს ძალის ნორმალური კომპონენტის თანაფარდობას ზედაპირთან, რომელზეც ძალა მოქმედებს: P = N / F, სადაც N არის ძალა, N; F - ზედაპირის ფართობი, მ წნევის საზომი ერთეულები - პასკალები: Pa = N/m ვინაიდან ეს მნიშვნელობა მცირეა (at = 98066,5 Pa), უფრო მოსახერხებელია უფრო დიდი მნიშვნელობების გამოყენება: kpa = 0 3 Pa; მპა = 0 6 პა; GPa = 0 9 Pa. პრაქტიკაში ხშირად გამოიყენება არასისტემური ერთეულები: kgf/m = mm.water.st. = Pa 0 Pa; მმ. რტ. Ხელოვნება. = 33,3 Pa; ბარი = 0 5 Pa; atm = 760 mmHg. = 035 Pa. არსებობს წნევა: ატმოსფერული, ჭარბი, ვაკუუმი (ვაკუუმი). ბარომეტრები ზომავენ ატმოსფერულ წნევას - გარემოს წნევას. წნევის მრიცხველები ზომავენ წნევას ატმოსფერული წნევის ზემოთ, რასაც ჭარბი წნევა ეწოდება. ვაკუუმი (გამონადენი) - წნევა მოცემულ მოცულობაში ატმოსფერულზე ნაკლებია, ის იზომება ვაკუუმმეტრით. მდგომარეობის თერმოდინამიკური პარამეტრი მხოლოდ აბსოლუტური წნევაა, ე.ი. წნევა იზომება აბსოლუტური ნულოვანი წნევით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ატმოსფერული წნევა მუდმივად იცვლება, შესაბამისად, იცვლება ვაკუუმის ან ჭარბი წნევის რაოდენობა. აბსოლუტური წნევის განსაზღვრისას გამოიყოფა ორი შემთხვევა: ჭურჭელში წნევა მეტია ატმოსფერულ წნევაზე - Rabs = Ratm + Risb; ჭურჭელში წნევა ატმოსფერულზე ნაკლებია - 5

7 Rabs = Ratm Rv. ტემპერატურა, თვისებრივი მხრივ, ახასიათებს სხეულის გაცხელების ხარისხს, რაოდენობრივად კი ტემპერატურა არის მოლეკულების თერმული მოძრაობის ინტენსივობის საზომი. თერმოდინამიკაში გამოიყენება აბსოლუტური ტემპერატურა. აბსოლუტური ტემპერატურის SI ერთეული (T) არის კელვინი (K). აბსოლუტური ტემპერატურა ყოველთვის დადებითია. აბსოლუტურ ნულოვან ტემპერატურაზე მოლეკულების თერმული მოძრაობა ჩერდება. ეს არის მაქსიმალური მინიმალური ტემპერატურა და არის აბსოლუტური ტემპერატურის გაზომვის საწყისი წერტილი. ტემპერატურის გასაზომად გამოიყენება სხეულების სხვადასხვა თვისებები: სხეულების გაფართოება გათბობით (თხევადი თერმომეტრები), მოცულობის ცვლილება P=const-ზე ან წნევის ცვლილება V=const-ზე (გაზის თერმომეტრებში), ელექტრული წინაღობის ცვლილება. დირიჟორი გაცხელებისას (რეზისტენტობის თერმომეტრები), ელექტრომამოძრავებელი ძალის ცვლილება თერმოწყვილების წრეში შეერთების ტემპერატურის ცვლილებისას, მყარი ნივთიერებების გამოსხივების კანონები (ოპტიკურ პირომეტრებში). ამჟამად, კელვინის შკალის გარდა, გამოიყენება ცელსიუსის შკალა, რომელშიც საცნობარო წერტილი არის წყლის სამმაგი წერტილი (პუნქტი, სადაც თხევადი, ორთქლი და მყარი ფაზები სტაბილურ წონასწორობაშია), ტემპერატურა კელვინებში (T) არის 73,5 K, ხოლო ცელსიუს გრადუსში (t) 0,0 o C. შესაბამისად, ტემპერატურაებს შორის არის შემდეგი კავშირი: T = t აბსოლუტური კელვინის სკალის ხარისხი რიცხობრივად უდრის ცელსიუსის სკალის ხარისხს, შესაბამისად dt = dt . ასევე ცნობილია მე-6 სასწორი

8 ფარენჰაიტი (F), რეამური (R), რანკინი (Ra). მათ შორის მიმართებები: t o Ф=.8 t o C+3; t o R=0.8 t o C; t o Ra=.8 t o C ნივთიერების ერთეული მასის სპეციფიკური მოცულობა (v) მოცულობა, m 3 / კგ, v = V / m, სადაც V არის ნივთიერების მთლიანი მოცულობა, m 3; m არის ნივთიერების მასა, კგ. ნივთიერების სიმკვრივე არის კონკრეტული მოცულობის, ნივთიერების ერთეული მოცულობის მასა, კგ / მ 3, ρ = / v = m / V. ამგვარად, ჩვენ განვიხილეთ სამი ძირითადი პარამეტრი: წნევა, ტემპერატურა და სპეციფიკური მოცულობა... იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება B ტექნიკურ თერმოდინამიკაში ფართოდ გამოიყენება იდეალური გაზის ცნება. იდეალური გაზი გაგებულია, როგორც აირი, რომელშიც მოლეკულებს შორის არ არსებობს ურთიერთქმედების ძალები და მოლეკულებს არ აქვთ მოცულობა, ე.ი. წარმოადგენს მატერიალურ წერტილებს. სინამდვილეში, ასეთი გაზი არ არსებობს, მაგრამ "იდეალური გაზის" კონცეფციის დანერგვამ შესაძლებელი გახადა მარტივი მათემატიკური ურთიერთობების შედგენა სხეულის მდგომარეობის დამახასიათებელ სიდიდეებს შორის და, იდეალური აირების კანონების საფუძველზე, შექმნა. თერმოდინამიკური პროცესების თანმიმდევრული თეორია. ყველა რეალური აირი მაღალ ტემპერატურაზე და დაბალ წნევაზე თითქმის მთლიანად შეესაბამება იდეალური გაზის კონცეფციას და პრაქტიკულად არ განსხვავდება მისგან თვისებებით. სახელმწიფო 7

იდეალური აირის 9 არის რეალური აირის შემზღუდველი მდგომარეობა, როდესაც წნევა ნულისკენ მიისწრაფვის. იდეალური აირის პარამეტრები ერთმანეთთან დაკავშირებულია კლაპეირონის განტოლებით: P v = R T. (.) აირის თვითნებური მასისთვის განტოლებას აქვს შემდეგი ფორმა: P V = m R T, (.) სადაც V არის მთლიანი მოცულობა, მ 3; R გაზის მუდმივი, J / (კგ K). განვიხილოთ გაზის მუდმივის ფიზიკური არსი. ამისათვის ჩვენ გამოვხატავთ მას კლაპეირონის განტოლებიდან (.): R = P v / T (.3) ან გაზომვის ერთეულების გათვალისწინებით N m / (kg K). ამრიგად, გაზის მუდმივი რიცხობრივად უდრის კგ გაზის შესრულებულ სამუშაოს, თუ მისი ტემპერატურა გაიზარდა o C-ით. აირის მუდმივი არ არის დამოკიდებული აირის პარამეტრებზე, არამედ დამოკიდებულია მის ქიმიურ შემადგენლობასა და სტრუქტურაზე. სხვადასხვა გაზების მნიშვნელობები მოცემულია საცნობარო წიგნებში. განვიხილოთ კლეპეირონის განტოლება კმოლ აირისთვის: P v = R T, (.4) სადაც v არის კმოლების მოცულობა, m 3 / კმოლ; - კმოლის მასა (მოლური მასა), კილოგრამებში გამოხატული მასა, რიცხობრივად ტოლია ატომური მასის. განტოლებას (.4) ეწოდება მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლება. მოლური მოცულობის დასადგენად, გავიხსენოთ ავოგადროს კანონი: იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე გაზის თანაბარ მოცულობაში 8.

10 შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას ან ნებისმიერი გაზის მოლი ნორმალურ პირობებში იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას: v =.4 ლ/მოლი =.4 მ 3 /კმოლ. (.5) გამოვხატოთ R ნამრავლი (.4) განტოლებიდან და განვსაზღვროთ მისი მნიშვნელობა ნორმალურ პირობებში: R = 035 *.4 / 73 = 834 J/(kmol K). მიღებული მნიშვნელობის (.4) განტოლებაში ჩანაცვლებით მივიღებთ მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლების მეორე ფორმულირებას: P v = 834 T. (.6) მნიშვნელობას R = 834 J/(kmol K) ეწოდება უნივერსალური გაზი. მუდმივი. ეს არის მნიშვნელობა, რომელიც მუდმივია ყველა გაზისთვის ნორმალურ ფიზიკურ პირობებში, ეს არ არის დამოკიდებული აირის ქიმიურ შემადგენლობაზე, მაგრამ აირის მუდმივისაგან განსხვავებით, დამოკიდებულია აირის პარამეტრებზე...3 იდეალური აირების ნარევები ინდივიდუალური გაზები იშვიათად გამოიყენება წარმოებაში, უფრო ხშირად გამოიყენება გაზების ნარევები. იდეალური აირების ნარევები ხასიათდება იმით, რომ თითოეული აირი იქცევა დამოუკიდებლად სხვა აირებისგან. ამას ადასტურებს დალტონის კანონი, თითოეული აირი აირების ნარევში ახდენს ნაწილობრივ წნევას. აირის ნარევის ცალკეული აირის ნაწილობრივი წნევა არის ის წნევა, რომელიც ექნებოდა ამ გაზს, თუ ის მარტო იქნებოდა იმავე რაოდენობით, იმავე მოცულობაში და იმავე ტემპერატურაზე, როგორც ნარევში: P = P + P + + P. მე, (.7) ე.ი. აირების ნარევის მთლიანი წნევა უდრის ამ გაზების ნაწილობრივი წნევის ჯამს. 9

11 აირების ნარევის დასახასიათებლად გამოიყენება მასური და მოცულობითი წილადები. მასური წილი არის მოცემული აირის (m i) მასის თანაფარდობა ნარევის მთლიან მასასთან (m): g i = m i / m. მოცულობითი ფრაქცია არის ნარევში შემავალი ცალკეული აირის მოცულობის თანაფარდობა (v i) ნარევის მთლიან მოცულობასთან (v): r i = v i / v. ადვილი მისახვედრია, რომ g i =, r i =. ავოგადროს კანონის (.5) და მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლების (.4) საფუძველზე მიღებულ მასურ და მოცულობით წილადებს შორის მიმართებებს აქვს შემდეგი ფორმა: g i = r i R სმ / R i; r i = g i R i / R სმ. თითოეული აირის ნაწილობრივი წნევა, რომელიც შედგება ნარევიდან, შეიძლება განისაზღვროს აირის მოცულობითი ფრაქციის ცოდნით (r i): P i = r i P. დადგენილია, რომ იდეალური აირების ნარევები მთლიანად დაემორჩილოს იდეალური აირების კანონებს. მათ მდგომარეობას ახასიათებს კლაპეირონის განტოლება (.): P V სმ = m Rcm T, (.8) სადაც R სმ არის იდეალური აირების ნარევის გაზის მუდმივი J/ (კგ K). R სმ-ის მნიშვნელობის დასადგენად ვწერთ კლაპეირონის განტოლებას i-ე გაზისთვის: P i v i = m i R i T. (.9) გამოვხატოთ თითოეული აირის მასა g i გაზის მასის წილადით და ჯამით. მასა m და ჩაანაცვლეთ განტოლებით (.9): m i = m g i; P i v i = m g i R i T. აირების ნარევისთვის ვიღებთ: 0

12 P i V სმ = m T (g i R i) ან P V სმ = m T (g i R i). (.0) (.8) და (.0) განტოლებების შედარებისას ვიღებთ გამონათქვამს აირის ნარევის მუდმივის დასადგენად: Rcm = (g i R i). ნარევის აირის მუდმივი ტოლია ნარევის შემადგენელი აირების მასური წილადებისა და მათი აირის მუდმივების პროდუქტების ალგებრული ჯამის. ნარევის აირის მუდმივი შეიძლება განისაზღვროს უნივერსალური აირის მუდმივის მეშვეობითაც: Rcm = 834 /μcm; R სმ = 834 (g i / і), სადაც μ სმ არის აირების ნარევის მოლეკულური წონა, კგ/კმოლი; μ і - ინდივიდუალური გაზის მოლეკულური წონა, კგ / კმოლი. აირების ნარევის მოლეკულური მასა უდრის ნარევში შემავალი ცალკეული აირების მოცულობითი წილადების (r i) ნამრავლების ალგებრულ ჯამს და მათ მოლეკულურ მასებს (r i): სმ = (r i i)...4 სითბოს სიმძლავრე იდეალური გაზის სითბოს სიმძლავრე არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა სხეულის ერთი გრადუსით გასათბობად. სპეციფიკური სითბო არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ერთეული რაოდენობის ერთი გრადუსით ასამაღლებლად. ნივთიერების რაოდენობის საზომი ერთეულებიდან გამომდინარე განასხვავებენ: მასის თბოტევადობა C, J / (კგ K); მოცულობითი სითბოს სიმძლავრე C, J / (მ 3 კ); მოლური სითბოს სიმძლავრე - C, J / (kmol K).

13 სხვადასხვა ტიპის სითბოს სიმძლავრეებს შორის არსებობს შემდეგი კავშირი: C = C /.4; C = C / ; C = C/. არსებობს საშუალო (C) და ჭეშმარიტი (C) სითბოს სიმძლავრე: C = q - / (t t), C = lim (q / t) = dq / dt = dq / dt, სადაც q არის გაზისთვის მიწოდებული სითბოს დროს. გათბობის პროცესი t ტემპერატურადან t ტემპერატურამდე. ჭეშმარიტი სითბოს სიმძლავრე არის პირველი წარმოებული სითბოს რაოდენობისა, რომელიც მიეწოდება სხეულს გათბობის პროცესში მისი ტემპერატურით. გაზის სითბოს სიმძლავრე არ არის მუდმივი. ეს დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და წნევაზე. ზეწოლის გავლენა გაზების სითბოს სიმძლავრეზე უმნიშვნელოა, ამიტომ, როგორც წესი, მხედველობაში მიიღება მხოლოდ ტემპერატურის ეფექტი. საშუალო სითბოს სიმძლავრის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე: თუ სხეული თბება 0-დან გარკვეულ ტემპერატურამდე t - C = a + b t / ; თუ სხეული თბება t ტემპერატურადან t ტემპერატურამდე - C = a + b (t + t), სადაც a, b, კოეფიციენტები, გაზის ბუნებიდან გამომდინარე, განისაზღვრება ექსპერიმენტულად და მოცემულია საცნობარო ცხრილებში. სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს შემდეგნაირად: Q = m C (t - t). სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია გაზზე სითბოს მიწოდების მეთოდზე. ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდია: V = const (იზოქორული პროცესი) - C v;

14 at P = const (იზობარული პროცესი) - C p. მუდმივი წნევისა და მუდმივი მოცულობის დროს სითბოს სიმძლავრეები დაკავშირებულია ერთმანეთთან შემდეგი მიმართებით: C p = C v + R; C p / C v = k, (.) სადაც R არის გაზის მუდმივი, J / (კგ K); k - ადიაბატური ინდექსი, დამოკიდებულია ატომების რაოდენობაზე გაზის მოლეკულაში: მონაატომური აირებისთვის - k = .66; დიატომური აირებისთვის - k =.4; ტრი- და პოლიატომურისთვის - k =.33. განტოლებების (.) ანალიზი აჩვენებს, რომ გაზის გაცხელებისას P=const-ზე მეტი სითბო იხარჯება, ვიდრე V=const-ზე. სითბოს სიმძლავრის ღირებულება შეიძლება გამოითვალოს დაახლოებით შემდეგნაირად: C V = R / (K -) ; C P = K R / (K). აირის ნარევების მასის C სმ და მოცულობის C სმ სითბოს თვისებები განისაზღვრება ფორმულებით: C სმ = Σ (C i g i) ; C სმ = Σ (C i r i), სადაც C i არის ცალკეული აირის მასის სითბოს მოცულობა, J / (კგ K); g i გაზების მასიური ფრაქციები, რომლებიც ქმნიან ნარევს; C i ინდივიდუალური გაზის მოცულობითი სითბოს სიმძლავრე, J / (მ 3 კ); r i აირების მოცულობითი ფრაქციები, რომლებიც ქმნიან ნარევს...5 კითხვები თვითკონტროლისთვის აღწერეთ სამუშაო სითხის ძირითადი პარამეტრები. რა ტიპის წნევა იცით და რომელი გამოიყენება თერმოდინამიკურ პარამეტრად? 3 რა მიზნით დაინერგა „იდეალური გაზის“ ცნება? 3

15 4 რა ახასიათებს კლაპეირონის განტოლებას? რა არის გაზის მუდმივის ფიზიკური არსი? 5 აირის მუდმივი და უნივერსალური აირის მუდმივი, განსხვავება და კავშირი მათ შორის. 6 აღწერეთ იდეალური აირების ნარევების თავისებურებები და მათი ძირითადი მახასიათებლები. 7 რა არის სითბოს სიმძლავრის ასეთი მრავალფეროვნების მიზეზი? თერმოდინამიკის პირველი კანონი.. თერმოდინამიკური პროცესების კლასიფიკაცია გარემოს გავლენით ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლისას თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ცვლილებათა ერთობლიობას თერმოდინამიკური პროცესი ეწოდება. ეს შეიძლება იყოს წონასწორული ან არათანაბარი. წონასწორობის პროცესი არის პროცესი, რომელიც გადის წონასწორობის მდგომარეობებში, ე.ი. როდესაც გაზის პარამეტრები ერთნაირია მოცულობის ყველა წერტილში. წონასწორობის პროცესები ისე ნელა მიმდინარეობს, რომ დროის ნებისმიერ მომენტში წონასწორობა მყარდება სამუშაო სითხესა და გარემოს შორის. წონასწორობის მთავარი პირობა არის უსასრულოდ ნელი პროცესი გარემოსა და სამუშაო სითხეს შორის ტემპერატურისა და წნევის უსასრულოდ მცირე სხვაობით. რეალური პროცესები არ არის წონასწორობა. რეალური პროცესების არაწონასწორობა განისაზღვრება, უპირველეს ყოვლისა, იმით, რომ გარე პირობების გავლენის ქვეშ ისინი სასრული სიჩქარით მიმდინარეობს 4

16 და სამუშაო სითხეს არ აქვს დრო წონასწორობის მდგომარეობის დასამყარებლად. წონასწორობის პროცესებს დროის ნებისმიერი მომენტისთვის აქვს ძირითადი პარამეტრების ფიქსირებული მნიშვნელობები, ამიტომ ისინი გრაფიკულად არის გამოსახული დიაგრამების გამოყენებით, მაგალითად PV დიაგრამები. შექცევადი პროცესები არის პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება ერთიდაიგივე წონასწორობის მდგომარეობებში, როგორც წინა, ისე საპირისპირო მიმართულებით. თერმოდინამიკაში შექცევადი არის პროცესი, როდესაც, როდესაც ხორციელდება წინა და საპირისპირო მიმართულებით, ნარჩენი ცვლილებები არ ხდება არც თავად სისტემაში და არც გარემოში. პროცესების შექცევადობის ძირითადი პირობები: გარე შექცევადობის პირობაა ტემპერატურა და მექანიკური წონასწორობა, ე.ი. სამუშაო სითხისა და გარემოს ტემპერატურისა და წნევის თანასწორობა; შიდა შექცევადობის პირობა არის ხახუნის, დიფუზიის და სხვა ცალმხრივი პროცესების არარსებობა. წრიული პროცესი (ციკლი) არის სამუშაო სითხის წონასწორობის მდგომარეობების თანმიმდევრული ცვლილებების სერია, რის შედეგადაც იგი უბრუნდება საწყის მდგომარეობას. ბუნებაში და ტექნოლოგიაში წრიული პროცესები თუ ციკლები არ არსებობს მათი სუფთა სახით, მაგრამ მათი აბსტრაქტული კონცეფცია საშუალებას გვაძლევს გადავჭრათ მრავალი პრობლემა თერმოძრავების თეორიაში... გაზის გაფართოების სამუშაო 5

17 სამუშაო არის ენერგიის გადაცემის რაოდენობრივი საზომი ერთი სხეულიდან მეორეზე მექანიკური (გაფართოება, შეკუმშვა) ან თერმული (გაგრილება, გათბობა) მოქმედებით. ტექნიკურ თერმოდინამიკაში დიდი მნიშვნელობა აქვს სისტემის მიერ შესრულებულ სამუშაოს, როდესაც მისი მოცულობა იცვლება. ამ ნამუშევრის წარმოდგენის მიზნით, მოდით ავირჩიოთ ელემენტარული ფართობი df გაზის წარმოსახვით გარსზე, რომელიც განსაზღვრავს თერმოდინამიკური სისტემის საზღვარს. გაზს დავუმატოთ სითბო. გაზი დაიწყებს გაფართოებას და შეასრულებს მუშაობას გარე ძალების წინააღმდეგ. ეს სამუშაო განისაზღვრება, როგორც ძალის ნამრავლი (dn = P df) გადაადგილების ოდენობით dn: dl = Рdf dn ან dl = P dv. მოდით გამოვსახოთ ეს pv დიაგრამაზე (ნახ..). P P P V dv V V ფიგურა. PV დიაგრამა PV დიაგრამაზე გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო განისაზღვრება, როგორც არე, რომელიც მდებარეობს პროცესის ხაზის ქვემოთ (ხაზი -) და შეზღუდულია კონკრეტული მოცულობის v და v ორდინატებით. 6

18 v l p*dv v ზოგად შემთხვევაში, როდესაც აირის მასა არ არის კგ-ის ტოლი, სისტემის მიერ შესრულებული მთლიანი სამუშაო (L) განისაზღვრება ფორმულით L = l m. სისტემის მიერ გარემოზე შესრულებული სამუშაო (გაფართოება) მიჩნეულია დადებითად (სასარგებლო), ხოლო გარემოს მიერ შესრულებული სამუშაო სისტემაზე (შეკუმშვა) - უარყოფითად. მთლიანი სამუშაოს SI ერთეულებია ჯული (J), სპეციფიკური სამუშაო J/კგ. სამუშაო ყოველთვის ასოცირდება სხეულების მოძრაობასთან სივრცეში, ამიტომ იგი ახასიათებს ენერგიის გადაცემის მოწესრიგებულ ფორმას ერთი სხეულიდან მეორეზე და წარმოადგენს გადაცემული ენერგიის საზომს. ვინაიდან სამუშაოს მოცულობა მოცულობის ზრდის პროპორციულია, მიზანშეწონილია აირჩიოთ ის, რაც მოცულობის მნიშვნელოვან ზრდას იძლევა, როგორც სამუშაო სითხეები, რომლებიც განკუთვნილია თერმული ენერგიის მექანიკურ ენერგიად გადაქცევისთვის. აირებსა და თხევად ორთქლებს აქვთ ეს თვისება...3 აირის შიდა ენერგია სისტემის შიდა ენერგია მოიცავს: ნაწილაკების გადამყვანი, ბრუნვითი და რხევითი მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიას; ნაწილაკების ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგია; ატომების ელექტრონული გარსების ენერგია; 7

19 ბირთვული ენერგია. თერმული ენერგიის უმეტეს პროცესებში, ბოლო ორი კომპონენტი უცვლელი რჩება. ამიტომ, მომავალში, შინაგანი ენერგიით ჩვენ გავიგებთ მოლეკულების და ატომების ქაოტური მოძრაობის ენერგიას, ასევე მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედების ძალების პოტენციურ ენერგიას. მოლეკულების კინეტიკური ენერგია არის ტემპერატურის ცალსახა ფუნქცია, პოტენციური ენერგიის მნიშვნელობა დამოკიდებულია მოლეკულებს შორის საშუალო მანძილზე და, შესაბამისად, გაზის მიერ დაკავებულ მოცულობაზე. შიდა ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ გაზის ძირითად პარამეტრებზე, ამიტომ ის არის გაზის მდგომარეობის მე-4 პარამეტრი. იდეალური გაზის შიდა ენერგია, რომელშიც მოლეკულებს შორის არ არსებობს ურთიერთქმედების ძალები, არ არის დამოკიდებული გაზის მოცულობაზე ან წნევაზე, არამედ განისაზღვრება მხოლოდ მისი ტემპერატურით. აირის მთლიანი შიდა ენერგია ავღნიშნოთ U (ჯოული), ხოლო კონკრეტული ენერგია კგ გაზზე u (ჯული თითო კილოგრამზე). თერმოდინამიკაში განისაზღვრება არა შინაგანი ენერგიის აბსოლუტური მნიშვნელობა, არამედ მისი ცვლილება. მაშასადამე, ტემპერატურა T = 73 K თვითნებურად მიიღება ნულოვანი ათვლის წერტილით U = U U, სადაც U არის შიდა ენერგია საწყის მდგომარეობაში, J; U შიდა ენერგია საბოლოო მდგომარეობაში, J. მდგომარეობის უსასრულოდ მცირე ცვლილებისთვის: du =C v dt. მთლიანი შიდა ენერგიის ცვლილება ტემპერატურის ცვლილების სასრული ინტერვალისთვის შეიძლება განისაზღვროს ფორმულებით: u = С v (T T); U = m С v (T T). ამ ფორმულებში, C v არის სამუშაო სითხის სითბოს სიმძლავრე მუდმივი მოცულობით, J / (კგ K). 8

20 ..4 თერმოდინამიკის მე-თე კანონის ანალიტიკური გამოხატულება. ენთალპია თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის ენერგიის შენარჩუნებისა და ტრანსფორმაციის ზოგადი კანონის განსაკუთრებული შემთხვევა, რომელიც გამოიყენება თერმო პროცესებზე. ეს კანონი ბუნების ფუნდამენტური კანონია, რომელიც მიღებულია უზარმაზარი ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადების საფუძველზე და გამოიყენება ყველა ბუნებრივ მოვლენაზე. ის ამტკიცებს, რომ ენერგია არ ქრება და აღარ ჩნდება, ის მხოლოდ ერთი ფორმიდან მეორეში გადადის და ერთი ტიპის ენერგიის დაკარგვა სხვა ტიპის ენერგიის ეკვივალენტურ რაოდენობას იძლევა. განვიხილოთ რამდენიმე სამუშაო სითხე (გაზი) V მოცულობით და m მასით, რომელსაც აქვს ტემპერატურა T და წნევა P. გარკვეული რაოდენობის სითბო Q მიეწოდება გაზს გარედან. სითბოს მიწოდების შედეგად აირი იქნება. გაცხელება და გაფართოება. ენერგეტიკული თვალსაზრისით, სხეულის ტემპერატურის მატება მიუთითებს შინაგანი ენერგიის ზრდაზე. ვინაიდან სამუშაო სითხე გარშემორტყმულია მასზე ზეწოლის შემცველი გარემოთი, მისი გაფართოების დროს ის აწარმოებს სასარგებლო მუშაობას გარე წნევის წინააღმდეგ. ვინაიდან სისტემაში სხვა ცვლილებები არ ხდება, მაშინ ენერგიის შენარჩუნების კანონის მიხედვით შეგვიძლია დავწეროთ: dq = du + dl (.) ან, თუ მასა არის კგ, - dq = du + dl = du + p dv, (.3) ტ .ე. სისტემაში გადაცემული სითბო მიდის მისი შიდა ენერგიის გაზრდისა და სასარგებლო სამუშაოს შესასრულებლად. მიღებული განტოლება არის თერმოდინამიკის პირველი კანონის მათემატიკური გამოხატულება. განვიხილოთ განტოლება (.3): ჩვენ ვწერთ სამუშაოს, როგორც წნევისა და მოცულობის ცვლილების ნამრავლი (dl=pdv) და 9-ის გამოყენებით.

21 მათემატიკური ტექნიკა (ერთნაირი მნიშვნელობის vdp შეკრება და გამოკლება), განვახორციელოთ მათემატიკური გარდაქმნები: dq=du+pdv+vdp-vdp=du+d(pv)-vdp=d(u+pv)-vdp. h ასოთი (ენთალპია) ავღნიშნოთ u+pv მნიშვნელობა და მივიღოთ: dq = dh v dp. (.4) ენთალპია არის თერმოდინამიკური სისტემის ჯამური ენერგია, რომელიც უდრის სისტემის შიდა ენერგიისა და პოტენციური ენერგიის ჯამს, რაც განპირობებულია იმით, რომ აირი იმყოფება წნევის ქვეშ. მთლიანი ენთალპიის (N) საზომი ერთეულები არის ჯოული, ხოლო სპეციფიკური ენთალპია (h) არის ჯული თითო კილოგრამზე. განვიხილოთ ენთალპიის ელემენტარული ცვლილება: dh = du + d(pv). მოდით ჩავანაცვლოთ du=c v dt და рv=rt ამ განტოლებაში: dh = C v dt + R dt = dt (Cv + R) = Cp dt ან საბოლოო პროცესისთვის გაზის თვითნებური მასით: H = m C p (T - T) . (.5) ენთალპია არის სითბო, რომელიც მიეწოდება სხეულს მუდმივი წნევით გაცხელების პროცესში. ენთალპია არის ძირითადი პარამეტრების ფუნქცია (u,p,v) და აღებულია სამუშაო სითხის მდგომარეობის მე-5 ძირითად პარამეტრად...5 თერმოდინამიკის პირველი კანონი გაზის ნაკადისთვის განვიხილოთ სითბური ძრავის სქემატური მოქმედება. . გაზის ნაკადი, რომელიც იწონის კგ, პარამეტრებით - წნევა p, სპეციფიკური მოცულობა v და სიჩქარე - შედის თერმულ 0-ში შესასვლელი მილით.

22 ძრავა, სადაც მას სითბო მიეწოდება გარედან q n. სასარგებლო სამუშაოს შესრულების შემდეგ აირები გამოდის გამოსაბოლქვი მილით p, v და სიჩქარის პარამეტრებით. დავწეროთ თერმოდინამიკის მე-თე კანონი ზოგადი ფორმით: q = u + l. (.6) გავაანალიზოთ (.6) განტოლების თითოეული წევრი. სითბო q შედგება ნაწილებისგან: სითბოს მიეწოდება გარედან ნაკადს, q n და სითბო, რომელიც წარმოიქმნება მოძრავი ნაწილების უძრავ ნაწილებთან ხახუნის გამო, q tr. შიდა ენერგიის ცვლილება u განისაზღვრება გაზის შიდა ენერგიის სხვაობით საბოლოო და საწყის მდგომარეობებში. გაზის გაფართოების სამუშაო შედგება 5 კომპონენტისგან: - შემავალი მილში გაზის ნაწილების ბიძგების სამუშაო - სამუშაო შესრულებულია ენერგიის გარე წყაროს გამო, ითვლება უარყოფითად, ბიძგების ეს სამუშაო უდრის p v; - გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო მას შემდეგ, რაც დანადგარი გამოდევნის გაზის წინა ნაწილს მილიდან - ეს სამუშაო დადებითია და ტოლია p v; - სამუშაოს ნაწილი იხარჯება ხახუნის l tr; - სასარგებლო (ტექნიკური) სამუშაო, რომელიც შესრულებულია განყოფილებაში; - სამუშაო, რომელიც იხარჯება გაზის ნაკადის კინეტიკური ენერგიის გაზრდაზე. მიღებული ინფორმაცია ჩავანაცვლოთ განტოლებით (.6): q n +q tr = u -u - p v + p v + l tr + l t + (ω ω) /. ამ გამოთქმაში q tr = l tr (ენერგიის შენარჩუნების კანონის მიხედვით), u + p v = h და u + p v = h, შემდეგ q n = h - h + l t + (ω ω) /. (.7)

23 განტოლება (.7) არის თერმოდინამიკის მე-თე კანონის მათემატიკური გამოხატულება აირის ნაკადისთვის. დიფერენციალური ფორმით, განტოლება ჰგავს dq n = dh + dl t + d. (.8) გარედან გაზის ნაკადზე მიწოდებული სითბოს რაოდენობა იხარჯება გაზის ნაკადის ენთალპიის გაზრდაზე, კინეტიკური ენერგიის გაზრდაზე და ტექნიკური სამუშაოების შესრულებაზე...6 აირების ენტროპია კლაუსიუსმა შემოიღო მე-6 მდგომარეობის პარამეტრი - ენტროპია. - თერმოდინამიკური პროცესების უფრო სრულყოფილი შესწავლისთვის. რაოდენობა dq=du+pdv არ არის მთლიანი დიფერენციალური. მართლაც, მარჯვენა მხარის ინტეგრირებისთვის, თქვენ უნდა იცოდეთ წნევის დამოკიდებულება მოცულობაზე, ე.ი. პროცესი, რომელიც ხორციელდება გაზით. მათემატიკაში არსებობს მისი გადაქცევის ტექნიკა მთლიან დიფერენციალად გამრავლებით (ან გაყოფით) ინტეგრირებულ ფაქტორზე (ან გამყოფზე). dq სითბოს ელემენტარული რაოდენობისთვის, ინტეგრირებადი გამყოფი არის აბსოლუტური ტემპერატურა T. განვიხილოთ ეს იდეალური გაზის მაგალითის გამოყენებით. მოდით ჩავანაცვლოთ შიდა ენერგიის გამონათქვამები განტოლებაში (.3) და გამოვხატოთ წნევა აირის პარამეტრების მიხედვით: dq = C v dt + R T dv / v. (.9) სრულ დიფერენციალად რომ ვაქციოთ, (.9) განტოლების ორივე მხარეს ვყოფთ T აბსოლუტურ ტემპერატურაზე: dq / T = C v dt / T + R dv / v. (.0)

24 სიდიდე dq /T გაზის მდგომარეობის წონასწორობის ცვლილების დროს არის გარკვეული მდგომარეობის ფუნქციის ჯამური დიფერენციალი და ეწოდება ენტროპია (ds). საზომი ერთეულებია მთლიანი ენტროპია (S) ჯული კელვინზე, სპეციფიკური ენტროპია (s) ჯული კილოგრამ კელვინზე. ენტროპია არის თერმოდინამიკური სისტემის მდგომარეობის ფუნქცია, რომელიც ახასიათებს სისტემის ქაოსს (აშლილობას). ენტროპიას ხშირად შემცირებულ სითბოს უწოდებენ, რადგან ის აჩვენებს სითბოს თანაფარდობას გაზის აბსოლუტურ ტემპერატურასთან. განტოლების (.0) ინტეგრირების შემდეგ ვიღებთ: T S S Cv ln R ln T v. (.) კლაპეირონის განტოლების გამოყენებით მარტივად შეიძლება მივიღოთ ენტროპიის ცვლილების გამონათქვამები სამუშაო სითხის სხვა პარამეტრების მეშვეობით: S P S C ln ln P C v v v v ; (.) T S S Cv ln R ln T v. (.3) ენტროპია არის სამუშაო სითხის მდგომარეობის ფუნქცია, ამიტომ განტოლებები (.) (.3) შეიძლება გამოყენებულ იქნას მდგომარეობებს შორის სამუშაო სითხის გადასვლის გზის მიუხედავად. ენტროპიის კონცეფცია საშუალებას გვაძლევს შემოვიტანოთ თერმოდინამიკური გამოთვლებისთვის მოსახერხებელი TS დიაგრამა, რომელზედაც სისტემის მდგომარეობა წარმოდგენილია წერტილით და წონასწორობის პროცესი ხაზით (ნახ..). ენტროპიის განმარტებიდან შეგვიძლია დავწეროთ: dq=tds. (.4) v 3

25 განტოლებიდან (.) ირკვევა, რომ სითბო და ენტროპია ერთი და იგივე მიმართულებით იცვლება, რადგან აბსოლუტური ტემპერატურა ყოველთვის დადებითია: როდესაც სხეული თბება (dq>0), მისი ენტროპია იზრდება (ds>0), როდესაც სხეული გაცივდება (dq).<0) его энтропия убывает (ds<0). Т, К Т Т S ds S S, Дж/(кг К) Рисунок. TS-диаграмма Выделим на TS-диаграмме элементарное изменение энтропии ds. Произведение TdS характеризует площадь прямоугольника и равно элементарной теплоте. Проинтегрируем уравнение (.4). Геометрический смысл интеграла - это сумма элементарных площадей dst, т.е. получим площадь, ограниченную линиями S =const, S =const и линией процесса - (см. рис..): q S S TdS Таким образом, на TS-диаграмме площадь, ограниченная линий процесса, крайними ординатами и осью абсцисс, эквивалентна теплоте процесса.. 4

26 ..7 იდეალური აირების თერმოდინამიკური პროცესები თერმოდინამიკის მე-თე კანონი ადგენს კავშირს სითბოს, შიდა ენერგიის ცვლილებებსა და მექანიკურ მუშაობას შორის. ამ შემთხვევაში, სამუშაო სითხეში მიწოდებული სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია სითბოს მიწოდების მეთოდზე ან თერმოდინამიკური პროცესის ბუნებაზე. გამოიყოფა სამუშაო სითხის სითბოს მიწოდების შემდეგი მეთოდები: იზოქორიული - V = const; იზობარი - P = const; იზოთერმული - T = const; ადიაბატური - q = const; პოლიტროპული - C = კონსტ. თერმოდინამიკური პროცესების შესწავლისას აუცილებელია: პროცესის აგება PV და TS დიაგრამებზე. სამუშაო სითხის საწყისი და საბოლოო პარამეტრების განსაზღვრა. 3 გამოიღეთ პროცესის განტოლება, რომელიც ადგენს ურთიერთობას სამუშაო სითხის საწყის და საბოლოო პარამეტრებს შორის მოცემულ პროცესში. 4 განსაზღვრეთ შიდა ენერგიის ცვლილება, ენტროპია და გაზის მოცულობის შესაცვლელად შესრულებული სამუშაოს რაოდენობა. განვიხილოთ ძირითადი თერმოდინამიკური პროცესები ამ სქემის გამოყენებით. იზოქორული პროცესი იზოქორული პროცესი არის პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს სამუშაო სითხის მუდმივი მოცულობით, V=const, dv=0. 5

27 საბოლოო და საწყის პარამეტრებს შორის კავშირი გამოიხატება ჩარლზის კანონით: მუდმივი მოცულობისას გაზის წნევა პირდაპირპროპორციულია მის აბსოლუტურ ტემპერატურაზე: P/P = T/T. (.5) გაფართოების მუშაობა იზოქორიაში პროცესი ნულის ტოლია, ვინაიდან მოცულობის ცვლილება ნულის ტოლია. მაშასადამე, თერმოდინამიკის მე-თე კანონის მიხედვით შეგვიძლია დავწეროთ: dq = du = C v dt, (.6) ან ტემპერატურისა და აირის თვითნებური მასის სასრული ცვლილებისთვის: U = m C v (T - T). (.7) მთელი სითბო, რომელიც მიეწოდება გაზს იზოქორული პროცესის დროს, იხარჯება აირის შიდა ენერგიის გაზრდაზე, ე.ი. გაზი თბება. ენტროპიის ცვლილება იზოქორიულ პროცესში შეიძლება განისაზღვროს შემდეგნაირად: S S = C v ln (P / P) = C v ln (T / T). (.8) ენტროპიის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე ლოგარითმულია. იზობარული პროცესი იზობარული პროცესი არის პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს მუდმივ წნევაზე, p=const, dp=0. საბოლოო და საწყის პარამეტრებს შორის კავშირი გამოიხატება გეი ლუსაკის კანონით: იზობარულ პროცესში აირის მოცულობა პირდაპირპროპორციულია მის აბსოლუტურ ტემპერატურაზე: V/V =T/T. (.9) შესრულებული სამუშაო. გაზით გაფართოების დროს ამ შემთხვევაში განისაზღვრება შემდეგნაირად: L = p(V - V). (.30) 6

28 მუდმივი წნევის დროს გაზის გაფართოებაზე დახარჯული სითბოს რაოდენობა უდრის აირის ენთალპიის ცვლილებას: q = h = C p (T - T). (.3) ენტროპიის ცვლილება შეიძლება განისაზღვროს სამუშაო სითხის ტემპერატურის ან მოცულობის ცვლილების ცოდნით: S S = C p ln (v /v) = C p ln (T /T). (.3) Т V=const P=const ნახაზი.3 TS - იზობარული და იზოქორული პროცესების დიაგრამა შევადაროთ TS დიაგრამაზე ორი პროცესი (ნახ.3) იზოქორული (ხაზი -) და იზობარი (ხაზი -). 3-დან ირკვევა, რომ გაზის გაცხელებისას იმავე ტემპერატურაზე მუდმივი წნევით, მეტი სითბოა საჭირო, ვიდრე მუდმივი მოცულობისას. იზოთერმული პროცესი იზოთერმული პროცესი არის პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს მუდმივ ტემპერატურაზე, T=const, dt=0. საბოლოო და საწყის პარამეტრებს შორის კავშირი გამოიხატება ბოილ-მარიოტის კანონით: იზოთერმული შეკუმშვისას აირის წნევა იზრდება, გაფართოების დროს კი მცირდება: P/P = V/V ან PV = const. (.33) შინაგანი ენერგიის ცვლილება ნულის ტოლია, რადგან T= კონსტ. 7

29 იზოთერმული პროცესის დროს გაზისთვის მიწოდებული მთელი სითბო გამოიყენება სასარგებლო სამუშაოს შესასრულებლად. იზოთერმული პროცესის მუშაობა განისაზღვრება: l = p v ln (v / v) = R T ln (v / v). (.34) ენტროპიის ცვლილება შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით S S = R ln (v /v) = R ln (P /P). (.35) ადიაბატური პროცესი ადიაბატური პროცესი არის პროცესი, რომელიც ხდება გარემოსთან სითბოს გაცვლის გარეშე, q=const, dq=0. ასეთი პროცესის განსახორციელებლად გაზი ან უნდა იყოს თერმულად იზოლირებული ან პროცესი უნდა განხორციელდეს ისე სწრაფად, რომ სითბოს გაცვლის გამო გაზის ტემპერატურის ცვლილება უმნიშვნელო იყოს ტემპერატურის ცვლილებასთან შედარებით, რომელიც გამოწვეულია გაფართოებით ან შეკუმშვით. გაზი. ადიაბატურ განტოლებას აქვს შემდეგი ფორმა: p v k = const ან p v k = p v k, (.36) სადაც k არის ადიაბატური მაჩვენებლები, რაც დამოკიდებულია აირის ბუნებაზე. შევადაროთ იზოთერმული და ადიაბატური პროცესები PV დიაგრამაზე (ნახ. 4). იზოთერმული პროცესის გრაფიკი pv კოორდინატებში, როგორც ეს (.33) განტოლებით არის ნაჩვენები, არის ტოლფერდა ჰიპერბოლა, რომლის ღერძები ემსახურება როგორც ასიმპტოტებს. ვინაიდან k >, ადიაბატური ხაზი (-3) უფრო ციცაბოა ვიდრე იზოთერმული ხაზი (-). P 3 8 V

30 ნახაზი.4 იზოთერმული და ადიაბატური პროცესების PV დიაგრამა ადიაბატური პროცესის ძირითად პარამეტრებს შორის კავშირის დასადგენად ერთობლივად ვხსნით კლაპეირონის განტოლებას და ადიაბატურ განტოლებას მდგომარეობებისთვის. შედეგად ვიღებთ: T T V V K P P K K. გაფართოების სამუშაო ადიაბატური პროცესის დროს, თერმოდინამიკის მე-თე კანონის მიხედვით, სრულდება შიდა ენერგიის შემცირებით: q = u + l = 0; l = - u = C v (T - T). (.37) გაფართოების სამუშაო ადიაბატურ პროცესში შეიძლება გამოითვალოს სხვა ფორმულის გამოყენებით: l = R (T T) / (k-) = (p v p v) / (k -). (.38) სამუშაო სითხის ენტროპია ადიაბატურ პროცესში არ იცვლება, რადგან dq=0. ამიტომ, TS დიაგრამაზე, ადიაბატური პროცესი წარმოდგენილია ვერტიკალური ხაზით. პოლიტროპული პროცესები არსებობს პროცესების ჯგუფი, რომლებიც მიმდინარეობს მუდმივი სითბოს სიმძლავრის დროს. შეთანხმდნენ, რომ ამ პროცესებს პოლიტროპული ეწოდოს. ისინი აღწერილია ფორმის განტოლებით p v n = const, სადაც n არის პოლიტროპული ინდექსი და შეუძლია მიიღოს ნებისმიერი რიცხვითი მნიშვნელობა -დან +-მდე, მაგრამ მოცემული პროცესისთვის ეს მნიშვნელობა მუდმივია. 9

31 პოლიტროპული და ადიაბატური განტოლებების გარეგანი მსგავსების გათვალისწინებით, ძირითად პარამეტრებს შორის კავშირი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი სახით: T T V V n P P n n. ფორმულა გაფართოების მუშაობა პოლიტროპულ პროცესში განისაზღვრება l = R (T T) / (n-) = (p v p v) / (n -). (.39) მიწოდებული (ან ამოღებული) სითბოს რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს თერმოდინამიკის კანონის გამოყენებით: q = C v (n - k) (T T) / (n -) = C n (T T), სადაც C n არის იდეალური აირის თბოტევადობა პოლიტროპულ პროცესში. ენტროპიის ცვლილება პოლიტროპულ პროცესში: S S = C n ln (T / T). პოლიტროპულ პროცესს აქვს ზოგადი მნიშვნელობა, რადგან მოიცავს ძირითადი თერმოდინამიკური პროცესების მთელ კომპლექსს. მოდით შევხედოთ ამას ნახ.5 დიაგრამებზე. P n=± T n=0 n= n=k n= n=0 n=± n=k V S 30

32 ნახაზი.5 პოლიტროპული პროცესის განსაკუთრებული შემთხვევები ნახაზი.5-დან ირკვევა: იზობარული პროცესისთვის - n=0, C n = C p ; იზოთერმული პროცესისთვის - n=, C n = ; ადიაბატური პროცესისთვის - n = k, C n = 0; იზოქორული პროცესისთვის - n = ±, C n =C v. იზოკორის მარჯვნივ განლაგებული პროცესები ხასიათდება დადებითი მუშაობით, იზოქორის მარცხნივ განლაგებული პროცესები ხასიათდება უარყოფითი მუშაობით. ადიაბატური პროცესის მარჯვნივ და ზემოთ მდებარე პროცესები ხდება სამუშაო სითხის სითბოს მიწოდებით, ადიაბატური პროცესის მარცხნივ და ქვემოთ განლაგებული პროცესები ხდება სითბოს მოცილებით. იზოთერმის ზემოთ განლაგებული პროცესები ხასიათდება შინაგანი ენერგიის ზრდით; იზოთერმის ქვეშ განლაგებულ პროცესებს თან ახლავს შინაგანი ენერგიის დაქვეითება...8 კითხვები თვითკონტროლისთვის აღწერეთ წონასწორული და არათანაბარი, შექცევადი და შეუქცევადი თერმოდინამიკური პროცესები. როგორ შეგიძლიათ განსაზღვროთ მუშაობს თუ არა გაფართოება? 3 რა თვისებები აქვს PV დიაგრამას? 4 რა ახასიათებს სამუშაო სითხის შიდა ენერგიას და როგორ შეიძლება მისი გამოთვლა? 5 რა არის თერმოდინამიკის კანონის არსი? 6 რა არის თერმოდინამიკის კანონის თავისებურება, რომელიც გამოიყენება აირის ნაკადზე? 7 რა ახასიათებს სამუშაო სითხის ენტროპიას და როგორ შეიძლება მისი დადგენა? TS დიაგრამის თვისებები. 3

33 8 რა ეტაპებს მოიცავს იდეალური აირების თერმოდინამიკური პროცესების შესწავლა? 9 დაახასიათეთ იზოქორული პროცესები. 0 რა არის იზობარული პროცესების თავისებურება? შეადარეთ ეს პროცესები TS დიაგრამაზე. აღწერეთ იზოთერმული პროცესები. რა არის ადიაბატური პროცესების თავისებურებები? შეადარეთ იზოთერმული და ადიაბატური პროცესი p-v დიაგრამაში. 3 დიაგრამებზე აჩვენეთ პოლიტროპული პროცესის განზოგადებული მნიშვნელობა..3 რეალური აირები.3. რეალური გაზების თვისებები რეალური აირები განსხვავდება იდეალური გაზებისგან იმით, რომ ამ აირების მოლეკულებს აქვთ საკუთარი სასრული მოცულობები და ურთიერთკავშირში არიან ელექტრომაგნიტური და კვანტური ბუნების ურთიერთქმედების ძალებით. რეალური გაზებისა და იდეალური აირების თვისებებს შორის განსხვავება გამორიცხავდა მათზე გაზის იდეალური კანონების გამოყენებას მათი სუფთა სახით. რეალური აირების სხვადასხვა თვისებების პრაქტიკულ გამოთვლებში ფართოდ გამოიყენება მიმართება (.40), რომელსაც ეწოდება შეკუმშვის კოეფიციენტი (c): c = рv / R T. (.40) შეკუმშვის კოეფიციენტი ახასიათებს თვისებების გადახრას. ნამდვილი გაზი იდეალურის თვისებებიდან. იდეალური აირებისთვის ნებისმიერ პირობებში c =, რეალური აირებისთვის შეკუმშვის კოეფიციენტის მნიშვნელობა, წნევისა და ტემპერატურის მიხედვით, შეიძლება იყოს მეტი ან ნაკლები, და მხოლოდ ძალიან დაბალ წნევაზე და მაღალ ტემპერატურაზე ის პრაქტიკულად უდრის ერთიანობას. 3

34 რეალური აირების თვისებების ანალიტიკურად აღწერის ერთ-ერთი პირველი მცდელობა არის ვან დერ ვაალის განტოლება (873). მან შემოიტანა ორი შესწორება კლაპეირონის განტოლებაში: a P (v b) v 33 RT, სადაც a და b არის მუდმივები მოცემული გაზისთვის. ტერმინი a/v პირველ ფაქტორში ითვალისწინებს მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალების გავლენას; მეორე ფაქტორში b ითვალისწინებს მოლეკულების მოცულობის გავლენას. ადვილი მისახვედრია, რომ იდეალურ გაზზე გამოყენებისას ეს განტოლება იღებს კლაპეირონის მდგომარეობის განტოლების ფორმას. პრაქტიკაში შეუძლებელია ვან დერ ვაალის განტოლების გამოყენება, რადგან ის იძლევა შედეგებს, რომლებიც საკმარისად ზუსტი არ არის თანამედროვე ტექნოლოგიების საჭიროებებისთვის. რეალური აირების მდგომარეობის ყველაზე ზუსტი განტოლება ამჟამად შემუშავებულია M.P.Vukalovich-ისა და N.I.Novikov-ის მიერ (939). მათი განტოლების გამოყვანისას ავტორებმა მხედველობაში მიიღეს მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების ძალების გავლენის ქვეშ მოლეკულების ასოცირებისა და დისოციაციის გავლენა: a ( P)(v b) RT 3 m v სადაც a, b არის ვან დერ ვაალის მუდმივები, რომლებიც მოცემულია საცნობარო ცხრილებში; c,m - გაზის ბუნებიდან გამომდინარე კოეფიციენტები განისაზღვრება ექსპერიმენტულად და მოცემულია საცნობარო ცხრილებში. თუმცა, პრაქტიკული მიზნებისათვის, ამის გამოყენება, ისევე როგორც რეალური გაზის მდგომარეობის სხვა განტოლებები, მოუხერხებელია მათი სირთულის და შრომატევადი გამოთვლების შესრულების აუცილებლობის გამო. ჩვეულებრივ, ისინი იყენებენ მზა მონაცემებს, მაგალითად, vt C,

35 წყლის ორთქლი არის წყლის ორთქლის ცხრილები და წყლის ორთქლის ენთალპია-ენტროპიის დიაგრამები. ეროვნული ეკონომიკის ბევრ სექტორში სამუშაო სითხეებად გამოიყენება სხვადასხვა ნივთიერების ორთქლი (წყალი, ამიაკი, ნახშირორჟანგი, ფრეონები და სხვ.) და ატმოსფერული ჰაერი. ყველაზე ხშირად გამოიყენება წყლის ორთქლი და ატმოსფერული ჰაერი..3. წყლის ორთქლი ნივთიერების თხევადი მდგომარეობიდან აირად გადაქცევის პროცესს აორთქლება ეწოდება. აორთქლება ეწოდება აორთქლებას, რომელიც ყოველთვის ხდება ნებისმიერ ტემპერატურაზე თხევადი ან მყარი თავისუფალი ზედაპირიდან. აორთქლების პროცესის არსი: ცალკეული მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ მაღალი სიჩქარე, გადალახავენ მეზობელი მოლეკულების მიზიდულობას და გაფრინდებიან მიმდებარე სივრცეში. აორთქლების სიჩქარე იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. დუღილის პროცესი არის ის, რომ თუ სითბო მიეწოდება სითხეს, მაშინ გარკვეულ ტემპერატურაზე, სამუშაო სითხის ფიზიკური თვისებებისა და წნევის მიხედვით, აორთქლების პროცესი იწყება როგორც სითხის თავისუფალ ზედაპირზე, ასევე შიგნით. ნივთიერების გადასვლას აირისებრი მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში კონდენსაცია ეწოდება. კონდენსაციის პროცესი, ისევე როგორც აორთქლების პროცესი, ხდება მუდმივ ტემპერატურაზე, თუ წნევა არ იცვლება. თუ წყალი მოთავსებულია დახურულ ჭურჭელში, მაშინ თავისუფალი ზედაპირიდან აორთქლებული მოლეკულები შეავსებენ სივრცეს სითხის ზემოთ. ამავდროულად, ზოგიერთი მოლეკულა იქნება 34

36 ისევ დაუბრუნდით სითხეს. რაღაც მომენტში, სითხის დატოვებული მოლეკულების რაოდენობა სითხეში დაბრუნებული მოლეკულების რაოდენობის ტოლი იქნება. ამ მომენტში მოლეკულების მაქსიმალური რაოდენობა იქნება სითხის ზემოთ სივრცეში. ორთქლს ამ მდგომარეობაში აქვს მაქსიმალური სიმკვრივე მოცემულ ტემპერატურაზე და ეწოდება გაჯერებული წყლის ორთქლი, ე.ი. ორთქლი სითხესთან კონტაქტში და მასთან თერმულ წონასწორობაში. სითხის ტემპერატურის ცვლილებისას წონასწორობა ირღვევა, რაც იწვევს გაჯერებული ორთქლის სიმკვრივისა და წნევის შესაბამის ცვლილებას. გაჯერებულ ორთქლს, რომელშიც არ არის თხევადი ფაზის შეჩერებული უაღრესად გაფანტული ნაწილაკები, ეწოდება მშრალი გაჯერებული ორთქლი. მშრალი გაჯერებული ორთქლის მდგომარეობა განისაზღვრება მხოლოდ ერთი პარამეტრით - წნევა, ან სპეციფიკური მოცულობა, ან ტემპერატურა. გაჯერებულ ორთქლს, რომელიც შეიცავს თხევადი ფაზის შეჩერებულ უაღრესად გაფანტულ ნაწილაკებს, რომლებიც თანაბრად ნაწილდება ორთქლის მთელ მასაზე, ეწოდება სველი გაჯერებული ორთქლი. მშრალი გაჯერებული ორთქლის მასის თანაფარდობას სველი გაჯერებული ორთქლის მთლიან მასასთან ეწოდება ორთქლის სიმშრალის ან ორთქლის შემცველობის ხარისხს (x): მდუღარე სითხისთვის - x = 0; მშრალი გაჯერებული ორთქლისთვის - x =; სველი გაჯერებული ორთქლისთვის - 0< x <. Массовая доля кипящей жидкости во влажном паре, равная (- х), называется степенью влажности пара. Состояние влажного пара определяется двумя параметрами: температурой (или давлением) и степенью сухости пара. Если сухому насыщенному пару сообщить некоторое количество теплоты при постоянном давлении, то температура его будет возрастать. Такой пар называют перегретым, он при данном 35

37 წნევას აქვს უფრო მაღალი ტემპერატურა და სპეციფიკური მოცულობა, ვიდრე მშრალი გაჯერებული ორთქლი. ახლა, ძირითადი ცნებების გახსენების შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ აორთქლების პროცესის PV დიაგრამის განხილვა. სითხისა და ორთქლისგან შემდგარი სისტემის PV ფაზის დიაგრამა არის წყლისა და ორთქლის სპეციფიკური მოცულობების გრაფიკი წნევის წინააღმდეგ (ნახ. 6). P, Pa E K P N S A A B D B v 0 A v v v ნახაზი.6 წყლის ორთქლის PV დიაგრამა მოდით, წყალი 0 o C-ზე და გარკვეული წნევა P დაიკავოს სპეციფიკური მოცულობა v 0 (სეგმენტი NS). მთელი AE მრუდი გამოხატავს წყლის სპეციფიკური მოცულობის დამოკიდებულებას წნევაზე 0 0 C ტემპერატურაზე. AE მრუდი თითქმის პარალელურია ორდინატთა ღერძის, რადგან წყალი პრაქტიკულად შეკუმშვადი ნივთიერებაა. თუ P=const-ზე სითბო გადაეცემა წყალს, მაშინ მისი ტემპერატურა და სპეციფიკური მოცულობა გაიზრდება. გარკვეულ ტემპერატურაზე tn წყალი დუღს და მისი სპეციფიკური მოცულობა v` A წერტილში მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას მოცემულ წნევაზე. AK მრუდი არის მდუღარე წყლის სპეციფიკური მოცულობის დამოკიდებულება წნევაზე; მას სითხის სასაზღვრო მრუდი ეწოდება (36 ქვედა

38 საზღვრის მრუდი). AC მრუდის მახასიათებელია სიმშრალის ხარისხი x=0. შემდგომი სითბოს მიწოდებით P=const, დაიწყება აორთქლების პროცესი. ამავდროულად, წყლის რაოდენობა მცირდება და ორთქლის რაოდენობა იზრდება. B წერტილში ორთქლის წარმოქმნის დასრულების მომენტში ორთქლი მშრალი, გაჯერებული იქნება. თუ აორთქლების პროცესი ხდება P=const-ზე, მაშინ მისი ტემპერატურა არ იცვლება და A B პროცესი არის იზობარიც და იზოთერმულიც. CV მრუდი გამოხატავს მშრალი გაჯერებული ორთქლის სპეციფიკური მოცულობის დამოკიდებულებას წნევაზე, რომელსაც ეწოდება აირის საზღვრის მრუდი (ზედა საზღვრის მრუდი). CV მრუდის მახასიათებელია სიმშრალის ხარისხი x=. წერტილი A შეესაბამება სითხის დუღილის მდგომარეობას სამ წერტილში (t 0 =0.0 o C), ხოლო იზობარი AB შეესაბამება სამივე ფაზის წონასწორობის მდგომარეობას; ის პრაქტიკულად ერწყმის x ღერძს (P 0 =0.006 ბარი). . თუ სითბო მიეწოდება მშრალ გაჯერებულ ორთქლს P=const-ზე, მაშინ მისი ტემპერატურა და მოცულობა გაიზრდება და მშრალი გაჯერებული ორთქლი მშრალი გაჯერებულიდან გადავა ზედმეტად (დ წერტილი). დიაგრამაზე შეიძლება გამოიყოს შემდეგი დამახასიათებელი ზონები: ორდინატთა ღერძსა და EA იზოთერმას შორის - „წყალი + ყინული“; EA და ქვედა საზღვრის მრუდს შორის AK - "თხევადი"; ქვედა და ზედა საზღვრებს შორის AK და KV - "წყალი + ორთქლი"; HF-დან მარჯვნივ და ზევით - "ზედმეტად გაცხელებული ორთქლი". A წერტილს (წყალი ერთდროულად თხევად, მყარ და აირად მდგომარეობაშია) ეწოდება წყლის სამმაგი წერტილი, მისი პარამეტრები: P 0 = ბარი, T = 0,0 o C, V 0 = 0,00 მ 3 / კგ. 37

39 ზედა და ქვედა სასაზღვრო მრუდი ერთმანეთს ერწყმის K წერტილში, რომელსაც კრიტიკულ წერტილს უწოდებენ. კრიტიკული წერტილი არის თხევადი ორთქლის ფაზის გადასვლის ბოლო წერტილი, რომელიც იწყება წყლის სამმაგი წერტილიდან. ამ წერტილის ზემოთ, ნივთიერების არსებობა ორფაზიან მდგომარეობაში შეუძლებელია. წყლის კრიტიკული წერტილის პარამეტრები: Tc = 374 o C; v k = m 3 / კგ; p k =.5 მპა. თბოენერგეტიკული პროცესების პრაქტიკული გამოთვლებისთვის, რომლებიც იყენებენ წყლის ორთქლს, საჭიროა მდუღარე წყლისა და მშრალი გაჯერებული ორთქლის თერმოდინამიკური პარამეტრები. ეს მონაცემები აღებულია წყლისა და წყლის ორთქლის თერმოფიზიკური თვისებების ცხრილებიდან, რომლებიც მიღებულია გამოთვლებით ვუკალოვიჩ-ნოვიკოვის განტოლების გამოყენებით. ამ ცხრილებში პირველადი მნიშვნელობები ეხება დუღილის წერტილამდე გაცხელებულ წყალს, ხოლო ორი პრაიმით მნიშვნელობები ეხება მშრალ გაჯერებულ ორთქლს. ნულოვანი მდგომარეობა, საიდანაც იზომება ენთალპიისა და ენტროპიის მნიშვნელობები, პირობითად მიიღება წყლის მდგომარეობა სამმაგ წერტილში. სითბოს რაოდენობას, რომელიც დახარჯულია კგ წყლის აორთქლებაზე დუღილის წერტილში გაჯერებული ორთქლის გაშრობამდე, ეწოდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო და აღინიშნება - r, kJ/kg. მდუღარე წყლის და მშრალი გაჯერებული ორთქლის მდგომარეობა განისაზღვრება მხოლოდ ერთი პარამეტრით, ამიტომ, ცნობილი წნევის ან ტემპერატურის გამოყენებით, ყველა ეს მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს ცხრილიდან. სპეციფიკური შინაგანი ენერგია განისაზღვრება ენთალპიის ზოგადი ფორმულიდან: u = h p v. 38

40 სველი გაჯერებული ორთქლის თერმოდინამიკური რაოდენობა განისაზღვრება დანამატის წესით: v x = x v + (x) v = v + x (v v); h x = h + x (h h) = h + r x; s x = s + x (s s) = s + r x/ T n; u x = h x p v x. ახლა განვიხილოთ აორთქლების პროცესის TS დიაგრამა მოცემულ P წნევაზე (ნახ. 7). T, K D V M S 73 A T n S S x S S S, kJ/kg ნახაზი.7 TS დიაგრამა წყლის ორთქლის მუდმივი წნევის დროს დიაგრამაზე ხაზი AB ახასიათებს წყლის ენტროპიის ცვლილებას იზობარულ პროცესში; წერტილი B - მდუღარე წყალი, პარამეტრები S` და Tn - მოცემულ წნევაზე. დუღილის წერტილამდე წყლის გაცხელებაზე დახარჯული სითბო AB მრუდის ქვეშ არსებული ფართობის ექვივალენტურია, ზოგიერთი ვარაუდით ის უდრის მდუღარე წყლის სპეციფიკურ ენთალპიას h. 39

41 BC ხაზი ახასიათებს აორთქლების პროცესს (P=const, T=const) აორთქლების დროს მიწოდებული სითბოს რაოდენობა და r-ის ტოლი განისაზღვრება BC მრუდის ქვეშ არსებული ფართობით: r = T n (S S). წერტილი C ახასიათებს აორთქლების დასასრულს - მშრალი გაჯერებული ორთქლის მდგომარეობას. თუ აორთქლების ბოლოს მივიღებთ სველ ორთქლს (მაგალითად, წერტილი M) სიმშრალის ხარისხით x, მაშინ სითბოს რაოდენობა განისაზღვრება BM ხაზის ქვეშ არსებული ფართობით: (Sx S) T n = r x. სიმშრალის ხარისხი შეიძლება მოიძებნოს x = BM / BC = (Sx S) / (S S) თანაფარდობიდან. SD ხაზი ახასიათებს მშრალი გაჯერებული ორთქლის გათბობას, ე.ი. ზედმეტად გახურებული ორთქლის მიღება. სითბო, რომელიც დაიხარჯება, უდრის SD მრუდის ქვეშ არსებულ ფართობს. ზოგადად, ნებისმიერი წნევისთვის წყლის ორთქლის TS დიაგრამას აქვს შემდეგი ფორმა (ნახ. 8). T K R x=0 R R 3 A B x=0. x=0.9 x=.0 40 ს

42 ნახაზი 8 წყლის ორთქლის TS დიაგრამა დიაგრამაზე A წერტილი შეესაბამება წყლის სამ წერტილს (S 0 =0, T 0 =73.6 K); ხაზი AK ახასიათებს ქვედა საზღვრის მრუდს და შეესაბამება მდუღარე წყალს; ხაზი KV არის ზედა საზღვრის მრუდი, რომელიც შეესაბამება მშრალ გაჯერებულ ორთქლს. AK ხაზის მარცხნივ არის სითხეების რეგიონი, AK და KV ხაზებს შორის არის ტენიანი გაჯერებული ორთქლის ორფაზიანი რეგიონი, KV ხაზიდან მარჯვნივ და ზევით არის ზეგახურებული ორთქლის რეგიონი, წერტილი K არის. კრიტიკული წერტილი. ხაზი AB არის ნულოვანი იზოთერმა-იზობარი, რომლის ქვემოთ წყალი ყინულისა და ორთქლის სახითაა. დიაგრამაზე გამოსახულია იზობარები, იზოქორები და სიმშრალის მუდმივი ხარისხის ხაზები. TS დიაგრამაზე, პროცესის მრუდის ქვეშ არსებული ფართობი უდრის სამუშაო სითხიდან მიწოდებული ან ამოღებული სითბოს რაოდენობას. დიაგრამა ფართოდ გამოიყენება თეორიულ კვლევებში. წყლის ორთქლის ენთალპია-ენტროპიის დიაგრამა ეს დიაგრამა პირველად შემოგვთავაზა მოლიემ. დიაგრამის უპირატესობა ის არის, რომ ტექნიკური სამუშაოები და სითბოს რაოდენობა გამოსახულია ხაზის სეგმენტებით, და არა ტერიტორიებით, როგორც TS დიაგრამაში. დიაგრამა აგებულია რიცხობრივი მონაცემების წყლის ორთქლის ცხრილებიდან TS კოორდინატებზე გადატანით (ნახ. 9). წყლის მდგომარეობა სამ წერტილში (s 0 =0; h 0 =0) აღებულია კოორდინატების დასაწყისად. ენთალპიისა და ენტროპიის მნიშვნელობების გამოსახვით წყლისთვის დუღილის წერტილში და მშრალი გაჯერებული ორთქლის დიაგრამაზე სხვადასხვა მდგომარეობისთვის, მიიღება ქვედა და ზედა საზღვრის მრუდები. იზობარ-იზოთერმული ხაზები სველი ორთქლის რეგიონში არის სწორი დახრილი ხაზების გულშემატკივარი, რომლის დახრილობა 4-ია.

43 უდრის მოცემული მდგომარეობის აბსოლუტურ ტემპერატურას. უკიდურესი კრიტიკული წნევა იზობარი ყველაზე ციცაბოა. აქედან გამომდინარეობს, რომ წერტილი K არ დევს ზევით, როგორც TS დიაგრამაში, არამედ სასაზღვრო მრუდის მარცხენა ფერდობზე. h, kJ/kg R R T R 3 T R 4 K T 3 T 4 V A S, kJ/ (kg K) ნახაზი 9 hs-წყლის ორთქლის დიაგრამა ზედმეტად გახურებული ორთქლის რეგიონში იზობარები და იზოთერმები განსხვავდებიან, იზობარებს აქვთ ლოგარითმული დამოკიდებულება და იზოთერმები თანდათანობით. გადაიქცევა ჰორიზონტალურ სწორ ხაზებად. დიაგრამაზე ასევე ნაჩვენებია მუდმივი მოცულობის ხაზები, რომლებიც უფრო ციცაბოა ვიდრე იზობარები (წერტილი ხაზები, არ არის ნაჩვენები ნახ. 9-ზე). განვიხილოთ სისტემის რამდენი პარამეტრის ცოდნაა საჭირო, რათა ცალსახად განვსაზღვროთ მისი პოზიცია დიაგრამაზე: სველი ორთქლის რეგიონში - პარამეტრები: x და P(T); მდუღარე წყალი (ხაზი AK) - პარამეტრი: P(T); მშრალი გაჯერებული ორთქლი (KV ხაზი) ​​- პარამეტრი: P(T); გადახურებული ორთქლი - პარამეტრები: P და T. 4

44 როგორც წესი, მთელი დიაგრამა არ არის შესრულებული, მაგრამ აგებულია მხოლოდ მისი ზედა ნაწილი, რომელიც ყველაზე მეტად გამოიყენება გამოთვლების პრაქტიკაში. ეს შესაძლებელს ხდის მის უფრო დიდ მასშტაბებში გამოსახვას. ორთქლის ელექტროსადგურების მუშაობის გასაანალიზებლად აუცილებელია იზოქორული, იზობარული, იზოთერმული და ადიაბატური პროცესები. ამ პროცესების გამოთვლები შეიძლება განხორციელდეს წყლისა და წყლის ორთქლის ცხრილების ან hs დიაგრამის გამოყენებით. პირველი მეთოდი უფრო ზუსტია, მაგრამ მეორე უფრო მარტივი და ვიზუალური. დიაგრამიდან გაანგარიშების ზოგადი მეთოდი შემდეგია. ცნობილი პარამეტრების გამოყენებით ასახულია სამუშაო სითხის საწყისი მდგომარეობა, შემდეგ დგება პროცესის ხაზი და განისაზღვრება მისი პარამეტრები საბოლოო მდგომარეობაში. შემდეგ გამოითვლება შიდა ენერგიის ცვლილება, დგინდება სითბოს რაოდენობა და მუშაობა ამ პროცესში..3.3 ატმოსფერული ჰაერი. სველი ჰაერის h-d დიაგრამა ტენიანი ჰაერი ფართოდ გამოიყენება როგორც სამუშაო სითხე. ტენიანი ჰაერი არის მშრალი ჰაერისა და წყლის ორთქლის ნაზავი. მას აქვს ერთი თვისება, განსხვავებით სხვა აირის ნარევებისგან: იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე ჰაერი შეიძლება შეიცავდეს წყლის ორთქლის სხვადასხვა რაოდენობას. ტენიანი ჰაერის ძირითადი მახასიათებლები: აბსოლუტური ტენიანობა - წყლის ორთქლის რაოდენობა მ 3 ტენიან ჰაერზე, რიცხობრივად უდრის ორთქლის სიმკვრივეს (ρ p) მის ნაწილობრივ წნევაზე (P p). დალტონის კანონის მიხედვით, სულ არის 43

45 ტენიანი ჰაერის წნევა შედგება წყლის ორთქლის ნაწილობრივი წნევისგან (Pp) და მშრალი ჰაერის ნაწილობრივი წნევისგან (Pv). ფარდობითი ტენიანობა (φ) - ფაქტობრივი აბსოლუტური ტენიანობის ρ p შეფარდება მაქსიმალურ შესაძლო აბსოლუტურ ტენიანობასთან ρ p max იმავე ტემპერატურაზე: φ = ρ p / ρ p max. მშრალი ჰაერისთვის φ =0, გაჯერებული ჰაერისთვის (მშრალი ჰაერისა და გაჯერებული წყლის ორთქლის ნარევი) φ =. მშრალი ჰაერისა და ზედმეტად გახურებული წყლის ორთქლის ნარევს უჯერი ტენიანი ჰაერი ეწოდება. ტემპერატურას, რომლითაც უჯერი ტენიანი ჰაერი უნდა გაცივდეს ისე, რომ მასში შემავალი ზეგახურებული ორთქლი გაჯერდეს, ნამის წერტილის ტემპერატურას უწოდებენ. ამ ტემპერატურის ქვემოთ გაციებისას წყლის ორთქლი კონდენსირდება. ამიტომ, ნამის წერტილის ტემპერატურა ხშირად გამოიყენება ჰაერში წყლის ორთქლის შემცველობის საზომად. იგი განისაზღვრება ჰიგირომეტრის გამოყენებით. ჰაერის ტენიანობა არის ტენიან ჰაერში შემავალი წყლის ორთქლის მასის თანაფარდობა (m p) მშრალი ჰაერის მასასთან (m B): d = m p / m B. ტენიანობის ერთეულებია კგ / კგ ან გ / კგ. . ტენიანობის შემცველობა გ/კგ-ში შეიძლება გამოითვალოს განტოლების გამოყენებით d = 0,6 P n / (P - P n), სადაც P p არის ორთქლის ნაწილობრივი წნევა, Pa; P - საერთო წნევა, Pa. განტოლებიდან ჩანს, რომ ორთქლის ნაწილობრივი წნევის მატებასთან ერთად იზრდება ტენიანობა. მაქსიმალური ტენიანობა დამოკიდებულია ტენიანი ჰაერის ტემპერატურასა და წნევაზე. 44

თერმო ფიზიკა ლექციის გეგმა: 1. თერმოდინამიკა (საფუძვლები და განმარტებები) 2. შიდა მდგომარეობის პარამეტრები (წნევა, ტემპერატურა, სიმკვრივე). იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება 4. თერმოდინამიკის ცნება

თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. პოლიტროპული პროცესები. პოლიტროპული პროცესის მუშაობა და სითბო 3. პოლიტროპული პროცესების შესწავლა 4. პოლიტროპული ინდექსის განსაზღვრა 5. პოლიტროპული პროცესების მახასიათებლები

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის მონახაზი: 1. ტექნიკური თერმოდინამიკა (საფუძვლები და განმარტებები) 2. შიდა მდგომარეობის პარამეტრები (წნევა, ტემპერატურა, სიმკვრივე). თერმოდინამიკის კონცეფცია

დღეს არის ოთხშაბათი, 9 ივლისი, 04 თერმოდინამიკის ფიზიკური საფუძვლები ლექცია 4 ლექციის შინაარსი: *შექცევადი და შეუქცევადი პროცესები *მოლეკულის თავისუფლების ხარისხების რაოდენობა *ბოლცმანის კანონი *თერმოდინამიკის პირველი კანონი

ლექცია 6. წყლის ორთქლის და ორთქლის პროცესები წყლის ორთქლი ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული აირია გათბობის ინჟინერიაში. ის გვხვდება სხვადასხვა შტატებში. ზოგიერთ შემთხვევაში, როგორც ეს ხდება წვის პროცესებში,

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის მონახაზი: 1. ენდრიუსის ექსპერიმენტები. კრიტიკული მდგომარეობის პარამეტრები 2. წყლის ორთქლი. აორთქლება მუდმივი წნევით. ტენიანი ჰაერი ლექცია 14 1. ენდრიუს ექსპერიმენტები. ᲙᲠᲘᲢᲘᲙᲣᲚᲘ

პრაქტიკული გაკვეთილი 4 თერმოდინამიკური პროცესები 5 მარტი, 2016 წელი იდეალური აირების პროცესები: 1) იზოქორული, წარმოქმნილი აირის მუდმივ მოცულობაზე (V=const); 2) იზობარული, მუდმივი წნევის დროს

3 სარჩევი შესავალი 4 სხეულის მდგომარეობის პარამეტრი 5. სპეციფიკური მოცულობა და სიმკვრივე 5.2 წნევა 5.3 ტემპერატურა 6 2 იდეალური გაზი, იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება 7 3 აირის ნარევები 9 3. აირის ცნება

1 მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა ძირითადი პრინციპები და განმარტებები მატერიის შესწავლის ორი მიდგომა შედგება მიკრონაწილაკების დიდი რაოდენობით - ატომები და მოლეკულები ასეთ სისტემებს მაკროსისტემები ეწოდება.

სტატისტიკური ფიზიკა თერმოდინამიკა მაქსველის განაწილება თერმოდინამიკის პრინციპები კარნოს ციკლი მაქსველის განაწილება წონასწორულ მდგომარეობაში მყოფ გაზში, ზოგიერთი სტაციონარული

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლების ანალიზი. პოლიტროპული პროცესები 3. პოლიტროპული პროცესის მუშაობა და სითბო 4. პოლიტროპული პროცესების შესწავლა 5. განმარტება

თეორიული ინფორმაცია ლექციისთვის 3 მოლეკულური კინეტიკური თეორიის საფუძვლები (MKT) აირები იღებენ ჭურჭლის ფორმას და მთლიანად ავსებენ გაზგაუმტარი კედლებით შემოზღუდულ მოცულობას. ცდილობს გაფართოებას,

თერმოდინამიკისა და მოლეკულური ფიზიკის საფუძვლები 1 თერმოდინამიკის პირველი კანონი. სითბოს სიმძლავრე თერმოდინამიკური პროცესის ფუნქცია. 3 მაიერის განტოლება. 4 ადიაბატური პროცესი. პუასონის განტოლება. 5 შექცევადი

ლექცია 4 მატერიის აგებულების მოლეკულური კინეტიკური თეორიის ძირითადი პრინციპები. თერმოდინამიკური სისტემები. ენტროპია. ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისა და მოლეკულებისგან. ატომი ქიმიური ნივთიერების უმცირესი სტრუქტურული ერთეულია

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. სისტემის ურთიერთქმედება გარემოსთან. თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლება. ძირითადი თერმოდინამიკური პროცესები 3. მეორე კანონის ძირითადი დებულებები 4. თერმოდინამიკური

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. რეალური გაზებისა და ორთქლების მდგომარეობის განტოლება. წყლის ორთქლი აორთქლება მუდმივი წნევით. ორთქლის გაზის ნარევები. ნოტიო ჰაერი 4. ჰაერის გაგრილების ციკლი

რუსეთის ფედერაციის განათლების ფედერალური სააგენტოს განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო უმაღლესი პროფესიული განათლების სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულება "როსტოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტი"

ლექცია 7 თერმოდინამიკური სისტემის სითბური სიმძლავრე ტერმინები და ცნებები Excite Freeze ბრუნვის ხარისხი თავისუფლება ბრუნვის კვანტური მაღალი ტემპერატურა სიდიდეების დისკრეტული სერია სითბური სიმძლავრის კლასიკური თეორია

ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის კონტროლის სისტემების და რადიოელექტრონიკის (Tusur) FEDERAL AGENCY FOR EDUCATION ტომსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის კონტროლის სისტემების და რადიოელექტრონიკის (ტუსური) დეპარტამენტი

სარჩევი წინასიტყვაობა................................................ .... 5 1. ტექნიკური თერმოდინამიკის საფუძვლები .................... 6 1.1. ძირითადი ცნებები და განმარტებები.......................... 6 1.1.1. სტატუსის პარამეტრები

თერმოდინამიკა ლექციის სალექციო გეგმა:. თერმოდინამიკის ძირითადი დებულებები და განმარტებები (თერმოდინამიკური სისტემა, თერმოდინამიკური პროცესი, მდგომარეობის პარამეტრები) 2. შიდა მდგომარეობის პარამეტრები (წნევა,

63 ლექცია თერმოდინამიკის საფუძვლები თავი 9 5-54 ლექციის გეგმა თერმოდინამიკის ძირითადი ცნებები მოლეკულის თავისუფლების ხარისხების რაოდენობა ენერგიის ერთგვაროვანი განაწილების კანონი თავისუფლების ხარისხებს შორის 3 შინაგანი ენერგია

მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა ლექცია 12 მოლეკულური ფიზიკა ტერმინები და ცნებები აირის აბსოლუტური ტემპერატურა ვაკუუმი საშუალო თავისუფალი გზა იდეალური აირის კანონები იდეალური აირი იზობარი იზობარი

ტემპერატურა 1. თერმომეტრიული ნივთიერება და თერმომეტრიული რაოდენობა (თვისება). 2. ტემპერატურა და წნევა 3. ბოლცმანის მუდმივი. ტემპერატურა 2 მ0< v кв >p = n 3 2 განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ წნევა

ამოცანის პირობა ამოხსნა 2.მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა 7. მაქსველისა და ბოლცმანის განაწილება. ბოლცმანის ფორმულა ახასიათებს ნაწილაკების განაწილებას ქაოტურ თერმულ მდგომარეობაში

ლექცია 4. რეალური აირების თერმოდინამიკური თვისებები და პროცესები. წყლის ორთქლი და ტენიანი ჰაერი. 1. რეალური აირების მდგომარეობის განტოლება. გაზის ნარევები. რეალური აირები განსხვავდება იდეალური გაზებისგან იმით, რომ მათი მოლეკულებია

წყლის ორთქლი ძირითადი ცნებები აირისებრ სხეულებს (იმავე სახელწოდების სითხის შერევით ან მის გარეშე შეჩერებული წვრილი ნაწილაკების სახით) ჩვეულებრივ ორთქლებს უწოდებენ. ყველა ორთქლი ნამდვილი აირია და ემორჩილება

ლექცია 11 იდეალური აირების კინეტიკური თეორია. წნევა და ტემპერატურა. იდეალური გაზის ექსპერიმენტული კანონები. მოლეკულური კინეტიკური თეორია არის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს მატერიის თვისებებს იდეებზე დაყრდნობით

ვარიანტი 1. 1. შესაძლებელია თუ არა სტატისტიკური მეთოდების გამოყენება მიკროსკოპული სხეულების ქცევის შესწავლისას? რატომ? 2. შეიძლება თუ არა ერთი მოლეკულა იყოს თერმოდინამიკური წონასწორობის მდგომარეობაში? 3. თუ

გაზის კანონები. კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება (ლექცია 1ა, 2015-2016 სასწავლო წელი) ტემპერატურა და მისი გაზომვის მეთოდები ყოველდღიური გამოცდილებიდან ყველამ იცის, რომ არსებობს ცხელი და ცივი სხეულები. ექსპერიმენტები და დაკვირვებები

6 მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა ძირითადი ფორმულები და განმარტებები იდეალური აირის თითოეული მოლეკულის სიჩქარე შემთხვევითი ცვლადია. შემთხვევითი ალბათობის სიმკვრივის ფუნქცია

ლექცია 4 იდეალური აირების კინეტიკური თეორია. წნევა და ტემპერატურა. იდეალური გაზის ექსპერიმენტული კანონები. აირების მოლეკულური კინეტიკური თეორიის ძირითადი განტოლება. ადიაბატური პროცესი. თერმოდინამიკა თერმოდინამიკა

ლომონოსოვის სახელობის მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტი უსპენსკაია ი.ა. ლექციის ჩანაწერები ფიზიკურ ქიმიაზე (ბიოინჟინერიისა და ბიოინფორმატიკის სტუდენტებისთვის) www.chem.msu.ru/teaching/uspenskaja/

ვარიანტი 1 1. 0,2 და 0,1 ლიტრი მოცულობის ორი ჭურჭელი გამოყოფილია მოძრავი დგუშით, რომელიც არ ატარებს სითბოს. ჭურჭელში გაზის საწყისი ტემპერატურაა 300 K, წნევა 1,01 10 5 Pa. პატარა ჭურჭელი გაცივდა 273 K-მდე, ხოლო უფრო დიდი

ლექცია 10 იზოპროცესები. შინაგანი ენერგია. თერმოდინამიკის პირველი კანონი. მუშაობა და სითბო იზოპროცესებში. ნურუშევა მარინა ბორისოვნა უფროსი ლექტორი, ფიზიკის დეპარტამენტი 03 NRNU MEPhI მენდელეევის განტოლება

9. თერმოდინამიკის მეორე კანონის გამოყენების მაგალითები მაგალითი. როდესაც შიგაწვის ძრავის ცილინდრში გაზს აქვს შიდა ენერგიის დიდი მარაგი: მომენტში ელექტრული ნაპერწკალი ხტება ან

თავი 6 თერმოდინამიკის საფუძვლები 9 მოლეკულის თავისუფლების ხარისხების რაოდენობა მოლეკულების თავისუფლების ხარისხებს შორის ენერგიის ერთგვაროვანი განაწილების კანონი შინაგანი ენერგია U არის სისტემის მიკრონაწილაკების ქაოტური მოძრაობის ენერგია.

თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა: 1. სისტემის ურთიერთქმედება გარემოსთან 2. თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლება 3. თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლების ანალიზი 4. თერმოდინამიკური პროცესები (წონასწორობა

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. შესავალი. თერმოდინამიკის ძირითადი პრინციპები (თერმოდინამიკური სისტემა, თერმოდინამიკური პროცესი). მდგომარეობის პარამეტრები (წნევა, ტემპერატურა, სიმკვრივე) 4. განტოლება

თერმოდინამიკის მეორე კანონი მოკლე თეორია თერმოდინამიკა არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სხვადასხვა ტიპის ენერგიის სითბოდ გადაქცევის პირობებს და პირიქით, აგრეთვე ამ შემთხვევაში დაფიქსირებულ რაოდენობრივ ურთიერთობებს.

5.4. წყლისა და წყლის ორთქლის თერმოდინამიკური პროცესები წყლისა და წყლის ორთქლის მდგომარეობის შეცვლის პროცესების გაანალიზებისას უნდა გავითვალისწინოთ, რომ აქ აღნიშნული ყველა მახასიათებელი დამახასიათებელია პროცესების გამოთვლისთვის.

პროფესორი საბილინსკი AV ლაბორატორიული სამუშაო - ჰაერის სითბური სიმძლავრეების თანაფარდობის განსაზღვრა მუდმივ წნევასა და მოცულობაზე კლემენტ-დესორმის მეთოდით სტუდენტი: ჯგუფი: დაშვების შესრულების დაცვა სამუშაოს მიზანი:

ფიზიკურ-ტექნიკური ინსტიტუტი „ზოგადი და თეორიული ფიზიკის“ დეპარტამენტი პოტიომკინა ს.ნ. მეთოდოლოგიური ინსტრუქციები ლაბორატორიული სამუშაოებისთვის 7 ბოილ-მარიოტის კანონის შემოწმება Tolyatti 7 სარჩევი. სამუშაოს მიზანი...3. მოწყობილობები

პრაქტიკული გაკვეთილი 5 თერმოდინამიკური პროცესები იდეალური აირების პროცესები: 1) იზოქორული, წარმოქმნილი აირის მუდმივ მოცულობაზე (V=const); 2) იზობარული, მუდმივი წნევის დროს (p=const);

ლექცია 2 თერმოდინამიკის პირველი კანონი. სითბოს ტევადობა. პოლიტროპული პროცესები შინაგანი ენერგია. როგორც ცნობილია, მექანიკაში განასხვავებენ მთლიანად სხეულის მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიას, სხეულების პოტენციურ ენერგიას.

ლაბორატორიული სამუშაოები გაზის სითბოს სიმძლავრეების თანაფარდობის განსაზღვრა სამუშაოს მიზანი: იპოვეთ ჰაერისთვის C P / C V შეფარდების მნიშვნელობა. აღჭურვილობა: დახურული შუშის კონტეინერი ორი მილით და საკეტით; წნევის საზომი; სახელმძღვანელო

განათლების ხარისხის უზრუნველყოფის ცენტრი ინსტიტუტის ჯგუფის დასახელება მოდული: ფიზიკა (THERMODYNAMICS_MODULE 2) პასუხი კითხვაზე ძირითადი ბილეთი ჩვენ 1 2 ბრაუნის მოძრაობა არის 1) სითხის მოლეკულების მოძრაობა 3) უმცირესი ნაწილაკების

საბოლოო ტესტი, მექანიკური მეცნიერება (სითბოტექნიკა) 1. იდეალურმა გაზმა დათმო სითბო 300 ჯ და ამავე დროს გაზის შიდა ენერგია შემცირდა 100 ჯ. გაზის მიერ შესრულებული სამუშაოა 1) 400 ჯ. 2) 200

ფიზიკა-ტექნიკური ფაკულტეტი თეორია: მოლეკულური ფიზიკა. თერმოდინამიკა შიმკო ელენა ანატოლიევნა პედაგოგიურ მეცნიერებათა კანდიდატი, ალთაის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ზოგადი და ექსპერიმენტული ფიზიკის კათედრის ასოცირებული პროფესორი, რეგიონალური საგნობრივი კომიტეტის თავმჯდომარე

თერმოდინამიკის და მოლეკულური ფიზიკის საფუძვლები თერმოდინამიკური ციკლი. კარნოს ციკლი. 3 თერმოდინამიკის მეორე კანონი. 4 კლაუსიუსის უტოლობა. 5 სისტემის ენტროპია. სითბოს ძრავა ციკლურად მოქმედი მოწყობილობა,

ზოგადი ფიზიკა (მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა) თავი 3. თერმოდინამიკის ელემენტები დოქტორი, ასოცირებული პროფესორი ანდრეი იურიევიჩ ანტონოვის მიმართულება 03.27.03 „სისტემის ანალიზი და კონტროლი“ 1. თერმოდინამიკის ძირითადი კანონები

ტექნიკური თერმოდინამიკა ლექციის გეგმა:. სტაბილურობისა და წონასწორობის პირობები იზოლირებულ ერთგვაროვან სისტემაში. ფაზური წონასწორობის პირობები 3. ფაზური გადასვლები ლექცია. სტაბილურობისა და წონასწორობის პირობები IN

სამუშაო 2 ჰაერის შეკუმშვისა და გაფართოების იზოთერმული პროცესების შესწავლა სამუშაოს მიზანი: იზოთერმულ პროცესებში ბოილ-მარიოტის კანონის შესრულების შემოწმება. შესავალი თერმოდინამიკა ეხება თერმოდინამიკას

ლექცია 2. თერმოდინამიკის საფუძვლები ძირითადი ცნებები თერმოდინამიკა არის მაკროსკოპული სისტემების ფენომენოლოგიური თეორია, ამიტომ მისი ყველა ძირითადი ცნება აღებულია უშუალოდ ექსპერიმენტიდან. თერმოდინამიკური

1 ლაბორატორიული სამუშაო 601 ჰაერის სითბური შესაძლებლობების თანაფარდობის განსაზღვრა თეორიული შესავალი სხეულის სითბოს სიმძლავრე არის სიდიდე, რომელიც უდრის მოცემული სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობას.

ამოცანების ბანკი. მატერიის აგრეგაციული მდგომარეობის შეცვლა. გაზის კანონები. თერმული მანქანები. 2.1. აორთქლება და კონდენსაცია. გაჯერებული ორთქლი. ჰაერის ტენიანობა. თითოეული ამოცანისთვის არის 4 შესაძლო პასუხი, დან