Параметры и уравнения состояния. Газовые смеси. Теплоемкость.

Параметры и уравнения состояния. Газовые смеси. Теплоемкость.

1.    *Какие величины называются параметрами состояния?

2.    *Что представляет собой давление с точки зрения молекулярно-кинетической теории газов?

3.    *Какое давление называют абсолютным, избыточным, барометрическим, вакуумметрическим?

4.    *Как определяют температуру с использованием молекулярно-кинетической теории газов? Какие физические явления лежат в основе измерения температуры?

5.    *Дайте определение терминов «удельный объем» и «плотность». Как они взаимосвязаны?

6.    *Какие условия называют «нормальными физическими условиями»?

7.    *Дайте определение термина «идеальный газ». При каких условиях реальные газы по своим свойствам близки к идеальным?

8.    *Дайте определение терминов «молярная масса» и «молярный объем». Как они связаны с массой и объемом вещества?

9.    *Какой вид имеет уравнение состояния для 1 кг идеального газа?

10. *Дайте определение термина «газовая смесь». Какие допущения принимают при анализе смесей идеальных газов?

11. *Сформулируйте закон Дальтона.

12. *Дайте определение терминов «массовая доля газовой смеси», «объемная доля газовой смеси» и «молярная доля газовой смеси».

13. *Что называют удельной, массовой, объемной и молярной теплоемкостями?

14. *Дайте определение термина «истинная теплоемкость». Как она зависит от температуры?

15. *Дайте определение термина «средняя теплоемкость». Как определить среднюю теплоемкость, если истинная теплоемкость представлена линейной или квадратичной функцией температуры?

16. **Какую термодинамическую систему называют изолированной (неизолированной), равновесной (неравновесной), гомогенной (гетерогенной), однородной (неоднородной), стационарной (нестационарной)?

17. **Какие реперные точки имеет термодинамическая шкала температур? Как соотносятся показания по термодинамической шкале с показаниями по шкале Цельсия?

18. **Сформулируйте закон Авогадро.

19. **Какой вид имеет уравнение состояния: для М кг, 1 кмоля, N кмолей идеального газа?

20. **Дайте определение терминов «индивидуальная газовая постоянная» и «универсальная газовая постоянная».

21. **Дайте определение терминов «парциальное давление» и «парциальный объем».

22. **Дайте определение терминов «газовая постоянная смеси» и «кажущаяся молярная масса смеси».

23. **Как зависит теплоемкость от физической природы газа?

24. **Как называется отношение изобарной и изохорной теплоемкостей?

25. **Как определить показатель адиабаты?

26. ***Как определить плотность компонента, находящегося в газовой смеси, и плотность компонента, находящегося в парциальном объеме?

27. ***Как определить массовую, объемную и молярную теплоемкости смеси газов, если известны теплоемкости компонентов смеси и способ задания смеси?

28. ***Какие идеальные газы имеют наибольшую (наименьшую) теплоемкость?

29. ***Почему различаются теплоемкости в процессах при постоянном объеме и при постоянном давлении?

 

Термодинамический цикл. Циклы Карно. Второй закон термодинамики.

1.    *Дайте определение термина «термодинамический цикл».

2.    *Чем различаются обратимые и необратимые циклы?

3.    *Чем различаются прямые и обратные циклы?

4.    *Какие показатели определяют экономическую и энергетическую эффективность прямых циклов?

5.    *По каким показателям оценивают эффективность обратных циклов?

6.    *В чем суть второго закона термодинамики? Сформулируйте второй закон термодинамики.

7.    *Как протекают процессы обратимого цикла Карно в v-р и s-T координатах?

8.    **Дайте определение термина «приведенная теплота».

9.    **Что понимается под вечным двигателем второго рода?

10. ***Как доказать, что цикл Карно самый экономичный?

11. ***Как изменяется энтропия замкнутой адиабатной системы при осуществлении в ней необратимых процессов?

 

Термодинамические циклы газотурбинных двигателей (ГТД).

1.    *Какие относительные параметры характеризуют процессы ГТД с подводом теплоты при р=const?

2.    *Почему цикл ГТД с подводом теплоты при v=const не имеет практического применения?

3.    **Как изображают процессы цикла ГТД с подводом теплоты при р=const в v-p, s-T и s-h координатах и в каких элементах ГТД эти процессы протекают?

4.    **Как определяют термический КПД и удельную работу за цикл ГТД с подводом теплоты при р=const?

5.    **Как определить оптимальную степень повышения давления по удельной работе в цикле при р=const?

6.    **Какие площади в s-T координатах цикла ГТД с регенерацией теплоты соответствует отводу теплоты от рабочего тела в теплообменнике после процесса расширения и подводу этой теплоты к рабочему телу после сжатия?

7.    **Как цикл ГТД можно приблизить к обобщенному циклу Карно?

8.    ***Как зависят термический КПД и удельную работу от степени повышения давления при различных значениях максимальной температуры цикла для циклов с подводом теплоты при р=const и v=const?

9.    ***Как объяснить повышения экономичности цикла ГТД при р=const в случае регенерации теплоты?

 

Теплообмен.

1.    *Что представляет собой теплообмен.

2.    *Дайте определение терминов «изотермическая поверхность», «изотерма» и «градиент температуры».

3.    *Дайте определение терминов «тепловой поток», «плотность теплового потока»?

4.    **В каких процессах осуществляется перенос теплоты и что собой представляют эти процессы?

5.    ***От чего зависит интенсивность теплообмена?

 

Теплопроводность.

1.    *Дайте определение понятию «теплопроводность».

2.    *Запишите дифференциальное уравнение Фурье?

3.    *Какой смысл имеет знак «минус» в уравнении Фурье?

4.    *Каков физический смысл коэффициента теплопроводности?

5.    **Сравните различные типы теплоизоляционных материалов и укажите области их применения.

6.    **От каких факторов зависит коэффициент теплопроводности?

7.    **Что характеризует термическое сопротивление и как на него влияет коэффициент теплопроводности?

8.    **По какому закону изменяется температура по толщине цилиндрической стенки?

9.    ***Почему при выводе уравнения передачи теплоты через цилиндрическую стенку уравнение Фурье записывают для бесконечно тонкого элементарного слоя?

10. ***Как через термические сопротивления отдельных слоев выразить термическое сопротивление плоской многослойной стенки?

 

Конвекция. Теплоотдача.

1.    *Дайте определение понятиям «конвекция» и «теплоотдача».

2.    *Поясните различие между свободной конвекцией и вынужденной конвекцией.

3.    *Запишите уравнение Ньютона для плотности теплового потока.

4.    *Что называется коэффициентом теплоотдачи и какие факторы влияют на него?

5.    **Как изменяются скорость и температура газа в сечениях канала при ламинарном и турбулентном течениях?

6.    **В чем заключается трудность использования закона Фурье для расчета процесса теплоотдачи?

7.    **Какие процессы являются подобными?

8.    **Какие условия необходимы для геометрического и физического подобия?

9.    **Какие из критериев подобия являются определяющими при теплоотдаче в условиях свободной и вынужденной конвекции?

10. ***Как вывести критерий подобия Нуссельта из условий теплового подобия?

11. ***Напишите в общем критериальные уравнения для теплоотдачи при свободной и вынужденной конвекции.

12. ***Сформулируйте теоремы подобия.

13. ***Какие выводы можно сделать на основании теорем подобия для организации экспериментов, представления и использования их результатов?

 

Тепловое излучение.

1.    *Дайте определение понятию «тепловое излучение».

2.    *В чем заключается принципиальное отличие теплового излучения от других видов теплообмена?

3.    *Что представляет собой эффективное излучение?

4.    *Какие тела называют абсолютно черным, абсолютно белым, абсолютно прозрачным, серым?

5.    *Дайте определение терминов «степень черноты» и «коэффициент излучения».

6.    **Дайте определение термина «излучательная способность тела».

7.    **Запишите законы, характеризующие процесс излучения (Планка, Вина, Ламберта, Кирхгофа) и в чем их суть?

8.    **В чем отличие излучения газовых сред от излучения твердых тел?

9.    ***По какому выражению определяют приведенный коэффициент излучения при теплообмене излучением между двумя параллельными пластинами?

10. ***С какой целью применяются тепловые экраны и как оценить их эффективность?

 

Теплопередача.

1.    *Что представляет собой процесс теплопередачи? Опишите механизм теплопередачи.

2.    *Какие факторы влияют на интенсивность теплопередачи?

3.    *Дайте определение термина «коэффициент теплопередачи».

4.    **Как связан коэффициент теплопередачи с термическим сопротивлением?

5.    **В чем особенность теплопередачи через цилиндрическую стенку в отличие от теплопередачи через плоскую стенку?

6.    ***При каких условиях теплоизоляция цилиндрической трубы эффективна?

7.    ***Какой коэффициент теплоотдачи оказывают основное влияние на коэффициент теплопередачи при alfa2>>alfa1?

 

Теплообменные аппараты.

1.    *Как подразделяют теплообменные аппараты по способу передачи теплоты?

2.    *При какой схеме движения теплоносителей теплообменный аппарат имеет наибольшую тепловую эффективность?

3.    *Какие уравнения лежат в основе расчета теплообменных аппаратов?

4.    **Как изменяются по длине каналов температуры холодного и горячего теплоносителей и температурные напоры в теплообменных аппаратах с различными схемами движения теплоносителей?

5.    **Как рассчитать значение коэффициента теплопередачи в теплообменном аппарате?

6.    ***Как определяется средний температурный напор при прямотоке и противотоке?

 

Эти темы пока не рассматривать

Энергия и энергоресурсы.

1.    *Какие основные стадии жизненного цикла технического объекта вы знаете?

2.    *Что называют топливно-энергетическими ресурсами?

3.    *Какие ресурсы относят к возобновляемым, а какие - к невозобновляемым?

4.    *Дайте определение термина «теплота сгорания топлива».

5.    *Какие топлива относят к альтернативным?

6.    **Какое различие между высшей и низшей теплотами сгорания?

 

Параметры и уравнения состояния. Газовые смеси. Теплоемкость.

1.    *Какие величины называются параметрами состояния?

2.    *Что представляет собой давление с точки зрения молекулярно-кинетической теории газов?

3.    *Какое давление называют абсолютным, избыточным, барометрическим, вакуумметрическим?

4.    *Как определяют температуру с использованием молекулярно-кинетической теории газов? Какие физические явления лежат в основе измерения температуры?

5.    *Дайте определение терминов «удельный объем» и «плотность». Как они взаимосвязаны?

6.    *Какие условия называют «нормальными физическими условиями»?

7.    *Дайте определение термина «идеальный газ». При каких условиях реальные газы по своим свойствам близки к идеальным?

8.    *Дайте определение терминов «молярная масса» и «молярный объем». Как они связаны с массой и объемом вещества?

9.    *Какой вид имеет уравнение состояния для 1 кг идеального газа?

10. *Дайте определение термина «газовая смесь». Какие допущения принимают при анализе смесей идеальных газов?

11. *Сформулируйте закон Дальтона.

12. *Дайте определение терминов «массовая доля газовой смеси», «объемная доля газовой смеси» и «молярная доля газовой смеси».

13. *Что называют удельной, массовой, объемной и молярной теплоемкостями?

14. *Дайте определение термина «истинная теплоемкость». Как она зависит от температуры?

15. *Дайте определение термина «средняя теплоемкость». Как определить среднюю теплоемкость, если истинная теплоемкость представлена линейной или квадратичной функцией температуры?

16. **Какую термодинамическую систему называют изолированной (неизолированной), равновесной (неравновесной), гомогенной (гетерогенной), однородной (неоднородной), стационарной (нестационарной)?

17. **Какие реперные точки имеет термодинамическая шкала температур? Как соотносятся показания по термодинамической шкале с показаниями по шкале Цельсия?

18. **Сформулируйте закон Авогадро.

19. **Какой вид имеет уравнение состояния: для М кг, 1 кмоля, N кмолей идеального газа?

20. **Дайте определение терминов «индивидуальная газовая постоянная» и «универсальная газовая постоянная».

21. **Дайте определение терминов «парциальное давление» и «парциальный объем».

22. **Дайте определение терминов «газовая постоянная смеси» и «кажущаяся молярная масса смеси».

23. **Как зависит теплоемкость от физической природы газа?

24. **Как называется отношение изобарной и изохорной теплоемкостей?

25. **Как определить показатель адиабаты?

26. ***Как определить плотность компонента, находящегося в газовой смеси, и плотность компонента, находящегося в парциальном объеме?

27. ***Как определить массовую, объемную и молярную теплоемкости смеси газов, если известны теплоемкости компонентов смеси и способ задания смеси?

28. ***Какие идеальные газы имеют наибольшую (наименьшую) теплоемкость?

29. ***Почему различаются теплоемкости в процессах при постоянном объеме и при постоянном давлении?