Учебное пособие: Теоретичні основи теплотехніки

3. Н.Кираковский, М.Недужий. Лабораторний практикум по курсу общей теплотехники, 1966.

4. Є.Міговк та В.Єресько, Лабораторні роботи з загальної теплотехніки, 1960.

5. Конспект лекцій

6. Методичні вказівки до лабораторних робіт

Передмова

Посібник “Теоретичні основи теплотехніки” складений в об'ємі лекційного курсу (36 годин) по однойменній дисципліні для студентів напрямку "Інженерна механіка". Посібник складений у відповідності анотації до навчалшої програми.

В посібнику висвітлені основні питання технічної термодинаміки і теорії теплообміну, які забезпечують подальше засвоєння спеціальних дисциплін, враховуючи низку спеціальностей за напрямком “інженерна механіка” а також загальнотехнічну підготовку спеціалістів.

1. Основні положення термодинаміки

1.1 Загальні поняття

Теплотехніка, як наука вивчає методи використання хімічної енергії палива, закони перетворення цієї енергії в теплову, речовини, які приймають участь в цих перетвореннях, а також принципи роботи і конструкції машин і апаратів, які служать для перетворення хімічної енергії в теплову і механічну.

Курс 'Теоретичні основи теплотехніки'' складається із двох розділів: технічна термодинаміка і теорія теплообміну.

Технічна термодинаміка є феноменологічною теорією макроскопічних процесів, які супроводжуються перетворенням енергії.

Першою роботою, яка положила початок розвитку термодинаміки була робота С.Карно. "Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, які можуть розвивати цю силу".

Карно поставив питання: "чи обмежена рухома сила теплоти чи вона не має границь; чи має межу можливе удосконалення машини, межу, яку неможливо перейти по самій природі речей ніяким чином, або ж навпаки ці покращення можуть бути безмежно продовженими."

Термодинаміка вивчає властивості тіл не опираючись на будь-які представлення про їх структуру. Вона не розглядає механізм явищ, не цікавиться внутрішньою будовою тіл. Вона досліджує явища які безпосередньо спостерігаються на практиці і проходять з тілами, масштаби яких звичні для людини. Вона оперує тільки з такими величинами, які можуть бути безпосередньо виміряні, або вивчені за допомогою інших залежностей.

Термодинамічною системою називається сукупність матеріальних тіл, які є об'єктом вивчення і знаходяться у взаємодії з навколишнім середовищем

Під рівновагою системи розуміють такий стан, при якому у всіх точках об'єму тиск, температура, питомий об'єм та всі інші властивості одинакові.

За участю окремих тіл, які входять в термодинамічну систему, їх поділяють на робочі тіла (РТ), джерела теплоти (ДТ) і об'єкти роботи (ОР).

Врівноваженим термодинамічним станом називається стан робочого тіла, який не змінюється в часі без зовнішньої енергетичної дії.

Якщо термодинамічна система не взаємодіє з навколишнім середовищем, то її називають ізольованою або замкнутою.

Стан робочого тіла можна охарактеризувати параметрами стану. Повністю стан тіла може бути охарактеризований трьома параметрами стану:

ν -питомий об'єм. М3/кг;

Т- абсолютна температура, К;

р -тиск. Па.

Питомий об'єм -це величина обернена до густини тіла.

(1.1)

Тиск з точки зору молекулярно-кінтичної теорії є середнім результатом ударів молекугт газу,які перебуваютьв неперервному хаотичному русі:

(1.2)

де п - число молекул в одиниці об'єму;