![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Методические указания. 1. Теплота и работа представляют собой формы передачи энергии и могут переходить друг в друга
1. Теплота и работа представляют собой формы передачи энергии и могут переходить друг в друга. Работа (механическая энергия) полностью превращается в теплоту. Теплоту же полностью превратить в механическую энергию нельзя. На вопрос, «какую часть теплоты можно превратить в работу?», дает ответ второй закон термодинамики. Этот закон также определяет направление естественных процессов (формулировки Клазиуса, Больцмана) и характеризует качественную сторону процессов преобразования теплоты в работу. Показателем качества тепла является эксергия. В отличие от первого закона термодинамики, являющегося абсолютным законом природы, справедливым как для макромира, так и для микромира, второй закон термодинамики получен на основании опыта для макросистем в условиях Земли и не может произвольно распространяться как на бесконечную Вселенную, так и на микромир. 2. Обратите внимание: для обратимого цикла Карно температура горячего источника (Tги) и температура подвода теплоты к рабочему телу (T1) совпадают - Tги = T1; температура холодного источника (Tхи) и температура отвода теплоты от рабочего тела (T2) совпадают - Tхи = T2. Следовательно, процессы теплообмена между рабочим телом и источниками тепла – внешне обратимые. Адиабатные процессы сжатия и расширения рабочего тела – внутренне обратимые (без трения). В реальных циклах все эти процессы необратимы. Вопросы и задачи 1. В чем суть известной в философии концепции “тепловой смерти Вселенной” с позиций второго закона термодинамики? 2. Назовите известные Вам формулировки второго закона термодинамики и запишите его математическое выражение для обратимых и необратимых процессов. 3. Что такое эксергия? Можно ли утверждать, что потеря эксергии определяет уменьшение работоспособности термодинамической системы? 4. Дайте понятия термического и эксергетического КПД. Могут ли эти КПД быть равными единице, и при каких условиях? 5. Чтобы испарить 1 кг кипящей воды при давлении 760 мм рт. ст., необходимо подвести 2257 кДж/кг теплоты. Рассчитайте изменение энтропии в этом процессе. Какова эксергия подводимой теплоты, если температура окружающей среды равна 20 0С? 6. В паровом котле теплота в количестве 1000 МВт передается от дымовых газов с температурой 2000 0С к воде и водяному пару со средней температурой 350 0С. Рассчитайте потерю эксергии, если температура окружающей среды равна 0 0С. 7. Для цикла Карно известны: температура подвода тепла 500 0С, температура отвода тепла 20 0С, работа цикла l = 820 кДж/кг. Рассчитайте подводимую теплоту (q 1)и изменение энтропии в цикле (Ds). Ответы 4. Термический КПД - характеристика обратимых циклов. Он не может быть равным 1, т.к. невозможно всю подводимую теплоту превратить в работу. Эксергетический КПД характеризует степень необратимости реальных процессов и циклов, и он может быть равен 1 для обратимых процессов и циклов. 5. Ds = 6, 05 кДж/(кг.К), exq = 484, 1 кДж/кг. 6. Dexпот = 318, 1 кДж/кг. 7. q1 = 1320 кДж/кг, Ds = 1, 708 кДж/(кг.К). 4. ПАРАМЕТРЫ И ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ
|