Термический КПД:
ht = (q1 – q2) / q1 = 1 – (q2 / q1).
Количество подведенной теплоты:
q1 = сp (T3 – T2).
Количество отведенной теплоты:
q2 = сv (T4 – T1).
Степень сжатия (e = u1/u2) – отношение начального удельного объема рабочего тела к его удельному объему в конце сжатия.
Степень повышения давления (l = р3/р2) – отношение давлений в конце и начале изохорного подвода тепла.
Степень предварительного расширения, или степень изобарного расширения (r = u3 / u2) – отношение объемов в конце и начале процесса изобарного подвода тепла.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ СО СМЕШАННЫМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ
На рис. 4 представлена диаграмма цикла Г. В. Тринклера в координатах u–р. 1-2– адиабатное сжатие; 2-3 – изохорное сжатие; 3-4 – изобарное расширение; 4-5 – адиабатное расширение; 5-1 – изохорное снижение давления.
КПД цикла определяется с помощью выражения ht = 1 – [q2 / (q1¢ + q1¢¢)].
Тема 3 Реальные газы и фазовые превращения 3.1 Свойства реальных газов. Уравнения состояния. 3.2 Фазы и фазовые переходы. Условия равновесия фаз. 3.3 Термодинамические параметры водяного пара и влажного воздуха.
РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ
Фаза – совокупность однородных, одинаковых по своим свойствам частей системы.
Парообразование – процесс перехода вещества из конденсированной фазы (твердой или жидкой) в газообразную.
Испарение – переход жидкости в газообразное состояние.
Сублимация – переход твердого вещества в газообразное состояние.
Теплота фазового перехода – удельная теплота, затрачиваемая на изменение агрегатного состояния вещества
Количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для превращения ее в пар, находящийся при той же температуре, какую имело вещество до испарения, называется удельной теплотой испарения (сублимации).
Конденсация – переход вещества из газообразной фазы в жидкую или твердую. Удельная теплота конденсации равна удельной теплоте испарения. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным. Давление, соответствующее такому равновесию, называется давлением насыщенного пара.
Кипение – характер испарения, при котором испарение происходит не только с поверхности жидкости, но и во всем ее объеме. Соответствующая этому температура называется температурой кипения
Переход твердых веществ в жидкое состояние называется плавлением. Количество теплоты, которое необходимо затратить для перехода единицы массы кристаллического вещества в жидкое состояние при температуре плавления, называется удельной теплотой плавления.
Процесс, обратный плавлению, называется кристаллизацией.
Уравнение Ван-дер-Ваальса:
где а и b – постоянные, характерные для данного газа.
ВОДЯНОЙ ПАР
Водяной пар образуется в результате испарения или кипения воды.
Насыщенным паром называется пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образуется. Насыщенный пар может быть сухим или влажным.
Влажный пар является смесью сухого насыщенного пара и жидкости, находящейся во взвешенном состоянии в виде мелкодисперсных капель кипящей воды.
Сухой пар – водяной пар, не содержащий жидкой фазы.
Степень сухости х – отношение массы сухого насыщенного пара ко всей массе влажного пара.
х = m¢¢ / (m¢¢ + m¢),
где m¢ – масса жидкости;
m¢¢ – масса сухого насыщенного пара.
Использование индекса ( ¢ ) принято для обозначения состояния воды при температуре парообразования, индекса ( ¢¢ ) – для обозначения состояния сухого насыщенного пара.
Влажность пара, 1 – х представляет собой массу воды в единице массы паро-водяной смеси.
1 – х = m¢ / (m¢¢ + m¢)
Теплота парообразования r – количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг жидкости, нагретой то температуры кипения, в сухой насыщенный пар при постоянном давлении и постоянной температуре.
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
Сухой воздух – воздух, не содержащий водяного пара.
Влажный воздух – парогазовая смесь сухого воздуха и паров воды.
Насыщенным называется воздух, содержащий максимально возможное количество водяного пара.
Влагосодержание воздуха d, г/кг – количество влаги, приходящееся на 1 кг содержащегося в нем сухого воздуха:
d = mп / mв;
d = rп / rв,
Относительная влажность воздуха j – отношение абсолютной влажности воздуха к максимально возможной при данных давлении и температуры, соответствующих насыщенному влажному воздуху.
j = rп / rн.
Точка росы – температура, соответствующая превращению ненасыщенного влажного воздуха в насыщенный.
Тема 4 Химическая термодинамика 4.1 Термодинамические системы с протекающими в них химическими превращениями 4.2 Закономерности протекания химических превращений 4.3 Термодинамические параметры систем с химическими превращениями. Термохимия 4.4 Термодинамические параметры систем с химическими превращениями. Химическая кинетика
химическая термодинамика
Химическая кинетика – наука, изучающая скорость протекания химических реакций в различных условиях, а также их направление.
Термохимия – раздел химической термодинамики, исследующий зависимость тепловых эффектов реакций от различных физико-химических параметров систем.
Тепловой эффект – теплота, выделяемая или поглощаемая при протекании процесса при постоянных объеме или давлении при условии, что температура продуктов равна температуре исходной смеси.
Тепловой эффект, отнесенный к 1 молю вещества, называется теплотой сгорания.
Тепловой эффект реакции равен алгебраической сумме теплот образования реагентов из простых веществ, т. е. сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ:
DH = S(DHобр)прод – S(DНобр)исх.
Величина изменения энтальпии в ходе химической реакции может быть рассчитана с помощью выражения
DН = DU + Dν R DT.
В качестве стандартных условий принимаются давление р=101325 Па и температура Т = 298 К.
Энтальпия (теплота) образования соединения – изменение энтальпии реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ.
Стандартная энтальпия образования соединения численно равна изменению энтальпии (тепловому эффекту) реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, находящихся в стандартном состоянии.
Стандартная энтропия образования DS0298 равна изменению энтропии, которое сопровождает реакцию образования 1 моля этого соединения при р = 101 кПа и температуре Т = 298 К из простых веществ, находящихся в стандартном состоянии.
Стандартный изобарный потенциал DG0298 равен изменению изобарного потенциала реакции образования 1 моль этого соединения при температуре 298 К и давлении 101 кПа из простых веществ, находящихся в стандартном состоянии.
Изобарный потенциал простых веществ в стандартном состоянии равен нулю.
DG = DH – T DS
Изохорно-изотермический потенциал F, (свободная энергия Гельмгольца) рассчитывается с использованием выражения
DF = DU – T DS.
Скорость химической реакции – изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.
Закон действия масс: «Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ».
Для реакции, представляемой стехиметрической схемой
aA + bB ® dD,
согласно закону действия масс, скорость определяется с помощью выражения
u = k [A]a [B]b,
где k – константа скорости химической реакции;
[А], [В] – молярные концентрации реагирующих веществ, моль/л;
a, b – стехиометрические коэффициенты.
Правило Вант-Гоффа гласит: «При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость большинства химических реакций возрастает в 2 – 4 раза»:
где u1 и u2 – скорости реакций при температурах t1 и t2 соответственно;
g – температурный коэффициент скорости реакции, g = 2¸4.
Состояние, описываемое выражением
u1 = u2,
и, соответственно,
k1 [A]a [B]b = k2 [C]c [D]d
называется состоянием химического равновесия.
Концентрации веществ, установившиеся при равновесии, называются равновесными.
Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции в условиях равновесия называется константой химического равновесия Кр.
Переход системы из одного равновесного состояния в другое называется сдвигом равновесия.
Принцип Ле Шателье: «Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать какое-либо воздействие, то равновесие сместится в направлении, соответствующем ослаблению оказанного воздействия».
Тема 5 Термодинамический анализ пожара 5.1 Термодинамический анализ пожара, протекающего в помещении 5.2 Термодинамические параметры внутреннего пожара. Материальный и тепловой балансы
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВНУТРЕННЕГО ПОЖАРА
Параметры состояния газовой среды помещения при пожаре
Среднеобъемная плотность газовой среды (rm) – масса газа, приходящаяся на единицу свободного объема помещения. Размерность среднеобъемной плотности кг/м3.
Среднеобъемная парциальная плотность (rmi) – масса отдельного компонента газовой среды, приходящегося на единицу свободного объема:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)