Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Ноябрь 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный ХОСТИНГ на базе Linux x64 и Windows x64

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты по данной тематике

Киселев Виталий Сергеевич aka vitalkise
Статус: Профессор
Рейтинг: 5295
∙ повысить рейтинг » 		Алексеев Владимир
Статус: Академик
Рейтинг: 3828
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Профессор
Рейтинг: 2974
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:1344
Дата выхода:06.11.2011, 12:00
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:116 / 124
Вопросов / ответов:2 / 3

Консультация # 184352: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Покажите, как определяется работа в обратимых термодинамических процессах аналитически и графически в pv-диаграмме....

Консультация # 184353: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Изобразите в pv- и Ts-диаграммах термодинамические процессы, протекающие в компрессорах. Почему изотермический процесс сжатия газа в процесах является энергетически более выгодным, чем политропный при n>1?...

Консультация # 184352:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Покажите, как определяется работа в обратимых термодинамических процессах аналитически и графически в pv-диаграмме.

Дата отправки: 31.10.2011, 12:01
Вопрос задал: Посетитель - 364448 (Посетитель)
Всего ответов: 2
Страница онлайн-консультации »

Консультирует F®ost (Модератор):

Здравствуйте, Посетитель - 364448!
Очень полный ответ на этот вопрос дает статья.
Удачи!

Консультировал: F®ost (Модератор)
Дата отправки: 31.10.2011, 15:27
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Посетитель - 364448!

Работа определяется скалярным произведением действующей на рабочее тело силы на перемещение. Рассмотрим газ массой M и объёмом V, заключённый в эластичную оболочку с поверхностью F. Если газу сообщить некоторое количество теплоты, то он будет расширяться, совершая при этом работу против внешнего давления p, оказываемого на него средой. Газ действует на каждый элемент оболочки dF с силой, равной pdF и, перемещая его по нормали к поверхности на расстояние dn, совершает элементарную работу pdFdn. Общую работу, совершённую в течение бесконечно малого процесса, получим, интегрируя данное выражение по всей поверхности F оболочки: δL = F∫dFdn.

Изменение объёма dV выражается в виде интеграла по поверхности dV = F∫dFdn, поэтому δL = pdV. При конечном изменении объёма работа против сил внешнего давления, называемая работой расширения, равна
L = V1∫V2 pdV.
Отнеся работу расширения к 1 кг массы рабочего тела, получим l = L/M, δl = δL/M = pdV/M = p ·d(V/M) = pdv. Величина l представляет собой удельную работу, совершаемую системой, содержащей 1 кг газа и равна
l = v1∫v2 pdv. (1)

Поскольку в общем случае p - величина переменная, то интегрирование ведётся с учётом закона изменения давления p = p(v).

Обычно в термодинамике, если не оговорено иное, рассматриваются равновесные процессы, при которых давление рабочего тела равно давлению окружающей среды. В термодинамике для исследования равновесных процессов используют рv-диаграмму, в которой осью абсцисс
служит удельный объем v, а осью ординат — давление p. Поскольку состояние термодинамической системы определяется двумя параметрами, то на рv-диаграмме оно изображается точкой. На рисунке ниже точка 1 соответствует начальному состоянию системы, точка 2 — конечному,
а линия 12 — процессу расширения рабочего т ела от v1 до v2.



При бесконечно малом изменении объема dv площадь заштрихованной вертикальной полоски равна pdv = δl, следовательно, работа процесса 12 изображается площадью, ограниченной кривой процесса, осью абсцисс и крайними ординатами. Таким образом, работа изменения
объема эквивалентна площади под кривой процесса в pv-диаграмме. Каждому пути перехода системы из состояния 1 в состояние 2 (например, 12, 1а2 или 1Ь2) соответствует своя работа расширения: l1b2 > l1a2 > l12. Следовательно, работа зависит от характера термодинамического процесса, а не является функцией только исходного и конечного состояний системы. С другой стороны, ∫ pdv зависит от пути интегрирования и, следовательно, элементарная работа δl не является полным дифференциалом (поэтому для её обозначения использова н символ δ, вместо символа дифференциала d).

Равновесный процесс может идти как в направлении возрастания, так и в направлении убывания параметров p и v, т. е. как в прямом, так и в противоположном направлениях. При этом система каждый раз будет проходить через те же состояния, но в обратном порядке. Поэтому равновесные процессы являются обратимыми.

При изотермическом процессе (T = const) имеем pv = RT, p = RT/v, и формула (1) даёт
l = RTv1∫v2 dv/v = RT · ln (v2/v1) = RT · ln (p1/p2) .

На pv-диаграмме изотермический процесс изображается гиперболой (рис. ниже). Для сравнения на рисунке показан также график изоэнтропийного процесса, на котором я останавливаться не буду (если надо будет, разберём и этот процесс). О том, как по графику процесса нна pv-диаграмме найти работу, уже говорилось выше. На нашем рисунке подлежащая рассмотрению площадь ограничена сверху гиперболой ppv = const (а заштрихована фигура, ограниченная сверху кривой pvk = const).



При изобарическом процессе (p = const) по формуле (1) получим
l = pv1√v2dv = p(v2 - v1).

На pv-диаграмме график (рис. ниже) изобарического процесса представляет собой прямую линию, а работа пропорциональна площади прямоугольника 1'122'.



При изохорическом процессе (v = const). Поэтому dv = 0, l = 0, т. е. работа газа равна нулю. Графиком этого процесса является отрезок вертикальной прямой. Думаю, Вы и сами сможете его изобразить.

Мы рассмотрели не все фундаментальные процессы, рассматриваемые в равновесной термодинамике. Но и этого должно хватить для ответа на вопрос.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 31.10.2011, 17:23
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Консультация # 184353:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Изобразите в pv- и Ts-диаграммах термодинамические процессы, протекающие в компрессорах. Почему изотермический процесс сжатия газа в процесах является энергетически более выгодным, чем политропный при n>1?

Дата отправки: 31.10.2011, 12:05
Вопрос задал: Посетитель - 364448 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор):

Здравствуйте, Посетитель - 364448!

Ограничимся одноступенчатым компрессором. Индикаторная pv-диаграмма идеального цикла поршневого компрессора приведена здесь. Там же объясняется, почему изотермический процесс более выгоден, чем политропный. Например, по диаграмме видно, что сжатие по изотерме дает наименьшую площадь, т. е. происходит с наименьшей затратой работы, следовательно, применение изотермического сжатия в компрессоре является энергетически наиболее выгодным.

Здесь, помимо указанного выше, приводится и Ts-диаграмма процесса сжатия в компрессоре.

Могу посоветовать также не полениться, зайти сюда и загрузить книгу

© Цитата:
В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др. Техническая термодинамика. Учебник. 3-е изд. перераб. дополн. 1991 год. 385 стр. djvu. 6.8 Мб. В учебнике изложены основные законы термодинамики и их применение к идеальным и реальным рабочим телам. Уделено внимание основным положениям о прямых и обратных циклах, эксергии, непосредственному преобразованию теплоты в электрическую энергию, основам химической термодинамики растворов. В третьем издании (2-е— 1981 г.) дополнительно изложены основы термодинамики плазмы и твердого тела, циклы с реальными рабочими телами, элементы статистической термодинамики, истечение из сосудов и другие вопросы.

В этой книге на страницах 325 - 329 Вы найдёте обстоятельный ответ на свой вопрос, уровень которого трудно обеспечить в рамках консультации.

С уважением.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Дата отправки: 31.10.2011, 20:20
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка  |  восстановить логин/пароль

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!

© 2001-2011, Портал RFPRO.RU, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
Калашников О.А. | Гладенюк А.Г.
Хостинг: Компания "Московский хостер"
Версия системы: 2011.6.33 от 10.09.2011
В избранное