Теплотехника: Методические указания по выполнению контрольной работы

Одобрены на заседании кафедры «Бытовые машины и приборы», протокол №7 от 14.03.2006 г.

Утверждены Методическим Советом по специальности 230300
«Бытовые машины и приборы», протокол №5 от 14.03.06 г.

Теплотехника. Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов специальности 260501.65 (271200) «Технология продуктов общественного питания» и 150408.65 (230300) «Бытовые машины и приборы» заочного обучения. – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2007. – 15 с.

Методические указания предназначены для самостоятельного изучения теоретического курса «теплотехника» и выполнения контрольных работ студентами заочного отделения специальностей 230300, 230700 и 271200.

Автор: д-р физ.-мат. наук, проф. Г.С. Сухов

Рецензент: канд. тех. наук, доц. Ф.П. Шпак

Ó Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики

2007 г.

Оглавление

1. Общие методические указания.. 4

2. Цели и задачи дисциплины... 4

3. Содержание дисциплины... 4

4. Контрольные задания.. 8

5.Литература, рекомендуемая для самостоятельного изучения курса теплотехники.. 13

6. Приложения.. 14

1. Общие методические указания

При изучении теплотехники студенты-заочники, руководствуясь программой курса, самостоятельно работают над учебниками и учебными пособиями и выполняют контрольные работы.

Материал курса изучают по основному учебнику (см. список рекомендованной литературы). Для более подробного изучения отдельных вопросов и в помощь при выполнении контрольных работ рекомендуется дополнительная литература.

При самостоятельной работе над учебником необходимо добиваться отчетливого представления о физической сущности изучаемых явлений и процессов. При изучении каждой темы курса рекомендуется составлять конспект и решать задачи для закрепления теоретического материала.

В соответствии со своим учебным графиком студенты прослушивают также обзорные лекции по основным вопросам курса и под руководством преподавателя выполняют лабораторные работы в объеме, предусмотренном рабочей программой дисциплины.

2. Цели и задачи дисциплины

Курс представляет собой теоретические основы термодинамики и теплопередачи и необходим для понимания вопросов, связанных с теплоэнергетикой автосервиса, бытовых машин и приборов, швейного производства, а также – с тепловой обработкой продуктов общественного питания.

В процессе обучения в университете полученные знания используются при курсовом проектировании по специальным дисциплинам, а также при выполнении дипломного проекта.

3. Содержание дисциплины

Тема 1. Теплофизические свойства рабочих тел

Рабочие тела. Пары и газы. Идеальный газ. Параметры состояния. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона). Понятие удельной теплоемкости газа. Истинная теплоемкость. Изохорная и изобарная теплоемкость. Газовые смеси. Основные свойства, состав, характеристики, параметры состояния. Теплоемкость смесей.

Методические указания

При изучении этой темы студент должен уделить особое внимание таким фундаментальным понятиям, как рабочее тело, идеальный газ, теплоемкость, газовая смесь, на базе которых излагаются последующие темы. Следует четко представлять, в чем состоят различия между реальным и идеальным газами, как влияет не идеальность газа на вид уравнения состояния и величину удельной теплоемкости, в чем состоит различие между теплоемкостями Ср и Cv, как определяется молярная масса и газовая постоянная смеси идеальных газов.

Кроме того, студент должен четко усвоить, в каких единицах выражаются отдельные физические величины (давление Р, абсолютная температура Т, удельный объем V, удельная теплоемкость с, молярная масса , газовая постоянная R и др.)

Литература:/1/, глава 1, § 1-3.

Тема 2. Первый закон термодинамики и его приложение к термодинамическим процессам

Равновесные и неравновесные состояния и процессы. Внутренняя энергия Работа расширения газа. Формулировка первого закона термодинамики. Энтальпия и энтропия. Термодинамические изопроцессы (изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный). Работа и теплота процессов. Графическое изображение процессов в P-v координатах. Политропные процессы.

Методические указания

Изучая эту тему, студент должен обратить внимание на принципиальное различие между внутренней энергией, как функции состояния газа и работой и теплотой, как функциями процесса. Надо твердо усвоить, что если внутренняя энергия вполне определена для каждого заданного состояния газа, то работа и теплота вообще не существуют для отдельных состояний, а проявляются лишь при наличии процесса (изменения состояния) и, естественно, зависят от характера этого процесса.

Необходимо также четко различать смысл положительной и отрицательной работы термодинамического процесса. Первая совершается при расширении газа и называется полезной технической работой по приводу в действие различных машин и механизмов. Вторая рассматривается, как работа над газом по его сжатию и совершается за счет использования энергии, поступающей