Первый и второй законы термодинамики

Первый и второй законы термодинамики

1) δ Q = dU + P dV Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

2) Второй закон термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя второго рода.

Идеальный газ. Законы идеального газа

теоретическая модель газа, в которой не учитывается взаимодействиествие частиц газа

а) при T=const pV=const (закон Бойля - Мариотта);
б) при p=const ^V/_T=const (закон Гей-Люссака)
в) при V=const ^p/_T=const (закон Шарля).

Уравнение состояния идеального газа

Менделеева - Клапейрона:

,

где p - давление, V - объем, m - масса газа, M - молярная масса, T - абсолютная температура, R=8,31 ^Дж/_(моль^._К) - универсальная газовая постоянная.

Теплоемкость. Удельная теплоемкость. Уравнение Майера

Теплоёмкость тела характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагревания этого тела на один градус:

 Размерность теплоемкости: [ C ] = Дж/К.

Удельная теплоёмкость (С_уд) есть количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на 1 градус [ C_уд ] = Дж/К.

Для газов удобно пользоваться молярной теплоемкостью Cμ - количество теплоты, необходимое для нагревания 1 моля газа на 1 градус:

[Cμ] = Дж/(моль×К).

.

Это уравнение Майера для одного моля газа.

Параметры состояния

t-температура, P, Па-давление, V-м3/кг – объём, Uкдж/кг-внутр энергия, h,кДж/кг-антальпия, S, кДж/(кг*с)-энтропия

Водяной пар. Состояния водяного пара

Влажный насыщенный пар – это равновесная смесь, состоящая из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара.

Сухой насыщенный пар представляет собой пар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=t_н) при данном давлении.

Перегретый пар – пар, температура которого превышает температуру кипения (t_П>t_Н) при данном давлении Р.

P - V диаграмма водяного пара

Термодинамические процессы водяного пара

Изотермический, изобарический, изохорический, изоэнтропный

Влажный воздух. Состояния влажного воздуха

Механическая смесь сухого воздуха и водяного пара. Влажный ненасыщенный и влажный насыщенный. Ненасыщ – в кот. Пар находится в перегретом состоянии, насыщ – в кот. Нах-ся во влажном насыщ. Состоянии.

H - d диаграмма влажного воздуха

13.
Основные термодинамические процессы влажного воздуха

• Нагрев,
• Охлаждение,
• Увлажнение,
• Осушение,
• Смешение потоков,
• Контакт с поверхностью воды.

Теплообмен излучением. Закон Стефана-Больцмана. Тепловые экраны

Нормативные сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Тепловой баланс помещений

Системы водяного отопления

Конструктивно системы водяного отопления (как с естественным, так и с искусственным побуждением) подразделяют:

-по месту прокладки подающей магистрали — на системы с верхней и нижней разводкой;

по способу присоединения нагревательных приборов к подающим стоякам — на однотрубные и двухтрубные;

-по расположению стояков — на системы с вертикальными и горизонтальными стояками;

-по схеме прокладки магистрали — на системы с тупиковой схемой и с попутным движением воды в магистралях.

Виды нагревательных приборов. Требования, предъявляемые к ним

Типы нагревательных приборов

• а -радиатор чугунный двухколонный типа М-140-АО;
• б -труба ребристая чугунная;
• в- стальной панельный радиатор;
• г -пластинчатый конвектор;
• д -панельный конвектор;
• е -стальной сварной регистр из гладких труб;
• ж- регистр отопления из гнутых труб (стальных, металлополимерных)

требования:

Компактность

Гигиенические качества

Металлоемкость

Воздушное отопление

В центральной системе воздушного отопления, как и в системах водяного и парового отопления, имеется генератор тепла — центральная установка для нагревания воздуха и теплопроводы — каналы для перемещения теплоносителя — воздуха.

Отличием является то, что в системе воздушного отопления отсутствуют отопительные приборы: горячий воздух передает аккумулированное им тепло непосредственно отапливаемому помещению, смешиваясь с внутренним воздухом и двигаясь вдоль поверхности ограждений. Радиус действия воздушного отопления может быть сужен до одного помещения, отапливаемого одним или несколькими водяными или паровыми воздухонагревателями. В этом случае воздушное отопление становится местным и превращается, по существу, в водяное или паровое отопление (правда, мощность воздухонагревателя значительно больше мощности одного обычного отопительного прибора и в помещении может быть создана интенсивная циркуляция воздуха).

Для воздушного отопления характерно также повышение санитарно-гигиенических показателей воздушной среды помещения. Могут быть обеспечены подвижность воздуха, благоприятная для нормального самочувствия людей, равномерность температуры помещения, а также смена, очистка и увлажнение воздуха. Кроме того, при устройстве системы воздушного отопления достигается экономия металла.

Панельно-лучистое отопление

Панельно-лучистым называется отопление помещения панелями, при котором средняя температура всех поверхностей, обращенных в помещение, превышает температуру воздуха. Как видно из определения, отопление относится к панельно-лучистому по совокупности двух признаков. Первый признак — необходимый, но не достаточный — система отопления должна быть панельной, т. е. с отопительными приборами, имеющими сплошную гладкую нагревательную поверхность. Второй признак — панельное отопление должно создавать в помещении температурную обстановку, характерную для лучистого способа обогрева

Системы панельно-лучистого отопления могут быть центральными и местными.

Аэрация промышленных зданий

Аэрация зданий, организованный естественный воздухообмен, осуществляемый за счёт разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и воздействия ветра на стены и покрытия здания. Аэрация зданий применяется в промышленных зданиях и цехах (кузнечных, литейных, прокатных и т. п.) со значительными избытками тепла, она позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие млн. м³/ч, без затраты энергии на перемещение воздуха. При Аэрация зданий наружный воздух поступает в помещение без подогрева через окна (проёмы) в нижней части здания и вытесняет тёплый и загрязнённый воздух через проёмы или аэрационные фонари в верхней части здания. В холодный период года, во избежание простудных заболеваний, для притока воздуха открывают проёмы на высоте не менее 4 м от пола. Для того чтобы ветер не нарушал работу вытяжных аэрационных фонарей, их делают незадуваемыми, устанавливая перед ними ветроотбойные щиты. Створки окон и фонарей снабжаются механическими устройствами для регулирования.

Местная вентиляция

Кондиционирование воздуха

Сушка зданий

Энергоэффективные здания

Первый и второй законы термодинамики

1) δ Q = dU + P dV Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

2) Второй закон термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя второго рода.