Энергия, заключенная в изолированной системе остается неизменной при всех превращениях энергии происходящих в этой системе.

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра механизации сельского хозяйства

 

Шифр: __ 1586581 ___

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Теплотехника »

 

Выполнил: студент

3-го курса

заочного отделения

Инженерно-технологического факультета

Урпин Алексей Валерьевич

Проверил: преподаватель

Рожков А.С.

 

Полесск

Задача 1.

В процессе изменения состояния 1 кг газа (воздуха) внутренняя энергия его увеличивается на Δu = 4 кДж/кг. При этом над газом совершается работа, равная l = 10 кДж/кг. Начальная температура газа t₁ = 17⁰С, конечное давление р₂ = 0,7 МПа.

Определить для заданного газа показатель политропы n, начальные и конечные параметры, изменение энтропии Δ s и изменение энтальпии Δ h. Представить процесс в p – v и T - s - диаграммах. Изобразите также (без расчета) изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы, проходящие через ту же начальную точку, и дать их сравнительный анализ.

Решение:

1. Определение показателя политропы:

,

где к – показатель адиабаты, для воздуха к = 1,4.

2. Определение начальных и конечных параметров

,

,

где R – газовая постоянная, Дж/кг, для воздуха R = 287 Дж/кг.

Т₁ = t₁ + 273 = 17 + 273 = 290 К;

;

;

;

.

3. Определение изменения энтропии

,

где с _v – массовая изохорная теплоемкость, Дж/кгК.

,

где μс_ν – мольная изохорная теплоемкость, кДж/кмольК, для воздуха μс_ν = 20,93 кДж/кмольК;

μ – молярная масса, для воздуха μ = 28,96.

Тогда

.

4. Определение изменения энтальпии

,

где с_р – массовая изобарная теплоемкость, Дж/кгК.

,

где μс_р – мольная изохорная теплоемкость, кДж/кмольК, для воздуха μс_ν = 29,31 кДж/кмольК.

Рис. 1. Термодинамические процессы в р-ν диаграмме	Рис. 2. Термодинамические процессы в Т-s диаграмме

 

Контрольный вопрос

Какова общая формулировка и математическое выражение первого закона термодинамики?

 

Первый закон термодинамики.

Смысл и формулировка I-го закона.

I-й закон термодинамики является выражением всеобщего закона сохранения и превращения энергии применительно к процессам, протекающим в термодинамических системах.

 

В самом общем виде закон сохранения материи и энергии был впервые высказан в середине 18 века русским ученым М.В. Ломоносовым. Однако лишь 100 лет спустя, после работ Майера, Гесса, Джоуля, Ленца и других ученых, была окончательно установлена однозначная связь между разными формами энергии, дано математическое обоснование сохранения и превращения энергии и этот закон получил полное признание.

 

Формулировка I-го закона термодинамики:

Энергия, заключенная в изолированной системе остается неизменной при всех превращениях энергии происходящих в этой системе.

(Изолированной называется система, не обменивающаяся веществом и энергией с другими телами).

 

Открытие и утверждение этого закона положило конец многочисленным попыткам создания вечного двигателя I-го рода.

Следствием I-го закона является принцип эквивалентности устанавливающий, что превращение различных форм энергии происходит всегда в одних и тех же количественных соотношениях.

В процессах, изучаемых технической термодинамикой, рассматривается главным образом превращение теплоты в работу.