Техническая термодинамика

1. Основные понятия и определения. Что понимается под термодинамической системой? Что такое рабочее тело? Какие основные параметры определяют состояние рабочего тела и в каких единицах они измеряются? Что такое абсолютное, избыточное (манометрическое), вакуумное и барометрическое (атмосферное) давление и какова связь между ними? Что такое нормальные физические условия? Какое состояние термодинамической системы называется равновесным и какое - неравновесным? Что называется термодинамическим процессом? Какие процессы называются равновесными и неравновесными, обратимыми и необратимыми? Какой газ называется идеальным? Напишите уравнения состояния идеального газа для m кг газа и для 1 кг газа и приведите размерности входящих в них величин. Какое соотношение между удельной газовой постоянной и универсальной газовой постоянной и в каких единицах их выражают?

2. Газовые смеси. Какими способами можно задать смесь? Как формулируется закон Дальтона для смеси идеальных газов? Как определяется кажущаяся молекулярная масса и газовая постоянная смеси. Что такое парциальное давление и приведенный объем компонента смеси?

3. Теплоёмкость газов. Что такое теплоемкость? Какие существуют теплоемкости и приведите их размерности? В чем физический смысл уравнения Майера? Как определить истинную, среднюю, изобарную, изохорную удельные теплоемкости? Как определить теплоемкость газовой смеси?

4. Функции состояния системы. Первый закон термодинамики. Какие параметры и почему являются функциями состояния? Что такое внутренняя энергия, энтальпия, энтропия их определение и размерности? Почему внутренняя энергия и энтальпия идеального газа зависят только от одного параметра - температуры? Что такое работа и теплота, как они определяются? Почему работа и теплота являются функциями процесса? Как графически определить работу в р-v диаграмме и теплоту в Т-s диаграмме? Дайте формулировку и аналитическое выражение первого закона термодинамики.

5. Термодинамические процессы. Приведите аналитическое исследование и графическое изображение основных термодинамических процессов в p-v и T-s - диаграммах. В чем состоит обобщающее значение политропного процесса? При каких значениях показателя политропы n можно получить уравнения основных термодинамических процессов?

6. Второй закон термодинамики. Что такое цикл? Какой цикл называется прямым и какой обратным? Чем оценивается эффективность прямого и обратного циклов? Для чего служат тепловые машины, работающие по прямому и обратному циклам? Приведите основные формулировки и аналитическое выражение второго закона термодинамики. Почему цикл Карно является самым эффективным в заданном интервале температур? Что такое эксергия? Чем определяется уменьшение работоспособности изолированной системы?

7. Реальные газы. Водяной пар. Дайте анализ уравнения Ван-дер-Ваальса.Что такое испарение и кипение? Каков физический смысл пограничных кривых? Чем характерна тройная и критическая точка, чему равны параметры в этих точках? Какой пар называется сухим насыщенным? Какой пар называется влажным насыщенным и что такое степень сухости? Какой пар называется перегретым и что такое степень перегретости? Покажите в р-v; T-s и h-s диаграммах водяного пара характерные области и линии фазовых переходов. Что такое удельная теплота парообразования? Как рассчитать параметры водяного пара с помощью таблиц и h-s диаграммы? Изобразите основные термодинамические процессы с паром в р-v; T-s и h-s диаграммах. Приведите формулы для определения теплоты, работы, изменения внутренней энергии.

8. Термодинамический анализ процессов в компрессорах. Объясните принцип работы компрессора. Изобразите в р-v и Т-s диаграммах изотермический, политропный и адиабатный процессы сжатия в компрессоре. Какой процесс сжатия в поршневом компрессоре является наиболее выгодным? Как определяется работа, затрачиваемая на привод компрессора? Как определяются энергетические характеристики компрессора? Чем вызвано применение многоступенчатого сжатия?

9. Истечение и дросселирование газов и паров. Запишите уравнение первого закона термодинамики для потока. Дайте понятия о сопловом и диффузионном истечении газа. Как определить скорость истечения и секундный массовый расход газа. Для чего предназначено сопло Лаваля? Что такое дросселирование? Как изменяются параметры при адиабатном дросселировании? В чем заключается эффект Джоуля – Томсона? Что такое температура инверсии? Изобразите процесс дросселирования в Т-s диаграмме для идеального газа и в h - s диаграмме для пара.

10. Циклы газовых двигателей. Изобразите в р-v и Т-s диаграммах циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с изохорным, изобарным и смешанным подводом теплоты, циклы газотурбинных установок и дайте соответствующие объяснения. Как определить термический КПД циклов? В чем заключается преимущества газовых турбин перед поршневыми ДВС?

11. Циклы паросиловых установок. Изобразите принципиальную схему паросиловой установки. Изобразите цикл Ренкина в p-v, T-s и h-s – диаграммах. Как определить термический КПД цикла Ренкина? Приведите формулы для определения расхода пара и теплоты в паросиловой установке. С помощью Т-s диаграммы проанализируйте влияние начальных и конечных параметров водяного пара на термический КПД цикла. Для чего вводится вторичный перегрев пара и регенеративный подогрев питательной воды.

12. Циклы холодильных машин. Какие требования предъявляются к холодильным агентам? Приведите схемы и циклы воздушной и паровой компрессорной холодильных установок в р-v, T-s диаграммах. Что такое холодильный коэффициент и холодопроизводительность установки. Как определяется расход холодильного агента и теоретическая мощность привода компрессора?

13. Влажный воздух. Дайте определение влажного воздуха. Что такое насыщенный и ненасыщенный влажный воздух? Что такое абсолютная и относительная влажность, влагосодержание, точка росы? Объясните как пользоваться h-d диаграммой влажного воздуха. Изобразите процессы нагревания (охлаждения), сушки в h-d диаграмме влажного воздуха.

Поиск по сайту: