Теплофизика. Часть 1 «Основы термодинамики»: Учебное пособие, страница 38

Коэффициент L₁₁ связан с электропроводностью в стационарном состоянии  (T=0):                             

где  L₁₁/T  - электропроводность                                                                    

Теплопроводность в стационарном состоянии  (J_e=0) можно определить из соотношений, вытекающих из  уравнений (14.78):                                                                    

откуда следует, что                                                                                

                                   (14.87)

Следовательно, теплопроводность    входящая в закон Фурье, может быть связана с феноменологическими коэффициентами уравнений переноса (14.78) следующим образом:

Таким  образом с   помощью   аппарата   термодинамики  необратимых   процессов  мы   не  только получили  соотношения  (14.83),  (14.85),  (14.86)  между  термоэлектрическими  эффектами,  но   и  зависимости,  связывающие  феноменологические  коэффициенты L₁₁,L₁₂,… уравнений  переноса (14.78) с электропроводностью и теплопроводностью.                                                         

9. Темы индивидуальных заданий по разделу «Термодинамика»

Индивидуальные задания являются неотъемлемой частью рабочей программы дисциплины “Теплофизика”. Выполнение их позволяет студентам показать как уровень теоретической и практической подготовки, так и умение пользоваться законами термодинамики для анализа конкретных технологических процессов. В течение семестра необходимо выполнить следующие задания:

1) Задание №1 «Анализ термодинамических процессов идеального газа». Необходимо дать теоретический анализ одного из процессов: изохорного, изобарного, адиабатного, изотермного, политропного и решить задачи из подразделов 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6; варианты см. в приложении А.

2) Задание №2 «Анализ термодинамических круговых процессов». Необходимо дать теоретический анализ цикла Карно, холодильной установки, поршневого компрессора, теплового насоса. Показать отклонение реальных процессов от идеальных, решить не менее 75 % задач из каждого подраздела 9.7, 9.8,  9.9, 9.10.

Оценка знаний по темам индивидуальных заданий проводится по рейтинговой системе, при которой учитывается своевременность сдачи задания и уровень знаний при его защите.

Оформляются задания в соответствии с требованиями к студенческим работам РД КнАГТУ 013-97 «Текстовые студенческие работы. Правила оформления», РД КнАГТУ 014-97 «Конструкторская документация. Правила оформления».

9.2 Основные параметры состояния термодинамической системы. Первый закон термодинамики

1)  Слиток свинца, имеющий плотность r=11,3 г/см³, объемом V=1дм³  взвешен при помощи пружинных весов на полюсе, где ускорение свободного падения g₉₀ = 9,8324 м/с². Определить массу и вес свинца. Что покажут пружинные весы на экваторе, где  g ₀=9,780 м/с².

Решение. Согласно второму закону Ньютона вес (сила притяжения к земле) равен: G=mg , где m=r V. Получаем G₉₀=r V g ₉₀; G₉₀=11300 ^.0,001^,9,8324=111,11 Н (кг м/с²); G₀=11300 ^.0,001^,9,780=110,52 Н; m=11300 ^.0,001=11,3кг.

2)  В цилиндре дизеля при сгорании топлива давление увеличивается до 5 МПа. Найти силу, действующую на крышку цилиндра изнутри, если внутренний диаметр равен 375 мм. Ответ: 550 кН.

3)  Выразить давление, равное 100 кПа, в миллиметрах ртутного столба, в метрах водяного столба, в атмосферах.

Ответ: 750 мм рт. ст.;10,2 м вод. ст.

4)  Вакуумметр показывает разрежение 80 кПа. Каково должно быть давление в сосуде, если атмосферное давление составляет 100 кПа.

Ответ: 20 кПа.

5)  Какое давление испытывает водолаз на глубине 30 м ниже уровня моря, если плотность морской воды равна 1080 кг/м³ , а давление атмосферного воздуха 0,1 МПа. Ответ: 0,418 МПа.

6)  Для определения уровня жидкости в емкости в нее помещен воздушный колокол. Воздух в этом колоколе, сжимаясь столбом жидкости, передает давление манометру. Какова высота уровня жидкости, если плотность жидкости равна 2700 кг/м³ , а показание манометра 13,3 кПа.