Контрольная работа по "Физике"

Содержание

9. Сформулируйте первый закон термодинамики и приведите его аналитическое выражение. Что называется энтальпией и как она определяется?..........................................................................................................3

17. Изобразите в pv- и Ts-диаграммах цикл Ренкина. Какие существуют методы повышения экономичности паротурбинной установки? Как определяется термический к.п.д. цикла Ренкина………………………….……3

26. В чем отличие излучения газов от излучения твердых тел? Для чего применяются экраны и какими свойствами они должны обладать?..................6

Задача 9…………………………………………………………………….………7

Задача 17…………………………………………………………………….……..8

Задача 26…………………………………………………………………….……..8

Задача 33………………………………………………………………...…………9

Список  литературы…………………………………………………………...…11

9. Сформулируйте первый закон термодинамики и приведите его аналитическое выражение. Что называется энтальпией и как она определяется?

Первый закон термодинамики– изменение внутренней энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме количества теплоты, подведенной к системе из вне и работе внешних сил действующих на нее:∆U=Q+A.

Аналитические выражения:

Через внутреннюю энергию и работу: dq=du+pdV

Через энтальпию: dq=dh-Vdp

Энтальпия- это энергия присущая конкретной системе, находящейся в термодинамическом равновесии при константных параметрах (давление и энтропия). однозначная функция Н состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении p, связана с внутренней энергией U соотношением Н = U + pV, где V - объем системы. При постоянном p изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведенной к системе, поэтому энтальпию называют часто тепловой функцией или теплосодержанием. В состоянии термодинамического равновесия (при постоянных p и S) энтальпия системы минимальна.

17. Изобразите в pv- и Ts-диаграммах цикл Ренкина. Какие существуют методы повышения экономичности паротурбинной установки? Как определяется термический к.п.д. цикла Ренкина?

[pic 1]

На диаграммах : 4-5 - изобарный процесс нагрева воды в котле до температуры насыщения при р1= const; 5-6 - процесс парообразования в котле при р1= const; 6-7 - подсушка влажного пара в пароперегревателе при р1= const: до х = 1;

7-1 - перегрев пара в пароперегревателе при р1 = const; 1-2 - адиабатное расширение перегретого пара в турбине от р1 до р2; 2-3 - конденсация пара в конденсаторе при р2 = const; 3-4 - адиабатный процесс подачи конденсата в котел питательным насосом с повышением давления от р2 до р1. Необходимо отметить, что вследствие малой сжимаемости воды эта адиабата практически совпадает с изохорой на диаграмме p, u, а на диаграмме T, s она вырождается в точку.

Термический к.п.д. цикла Ренкина ht = (q1 - q2)/q1.

Термический КПД цикла Ренкина зависит, однако, в первую очередь от начальных параметров пара (р1, T1). С ростом температуры перегрева пара T1 при одном и том же давлении термический КПД цикла увеличивается, так как возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле. В качестве примера приведем график зависимости ηт от T1 для цикла Ренкина, в котором начальное давление пара р1 = 16,67 МПа, а давление пара в конденсаторе р2 = 4 кПа.

[pic 2] [pic 3]

 Если верхняя температура в цикле T1 постоянна, то повышение давления пара р1 также приводит к росту термического КПД цикла: чем выше р1, тем больше степень заполнения цикла и выше средняя температура подвода теплоты. Однако по мере роста р1 при той же температуре перегрева влажность пара по выходе из турбины возрастает, что влечет за собой уменьшение ηоi турбины. Поэтому при увеличении начального давления желательно также увеличивать температуру пара перед турбиной. Из сказанного выше очевидно, что чем выше давление пара р1 и температура Т1, тем выше термический КПД цикла Ренкина. Таким образом, для увеличения термического КПД цикла Ренкина в принципе следует стремиться к повышению начальных параметров пара.