Учебное издание. — Екатеринбург, УрФУ, 2013. — 227 с.: ил.Учебное пособие для студентов дневной формы обучения по программе специалитета, специальности: 141405 — Технологии разделения изотопов и ядерное топливо, 141401 — Ядерные реакторы и материалы, и бакалавриата по направлению 140800 — Ядерная физика и технологии; профиль: Ядерная физика и реакторные технологии.Содержит разделы: основные понятия и определения дисциплины «Техническая термодинамика»; законы и методы термодинамики; условия термодинамического равновесия; фазовые превращения; циклы теплосиловых и холодильных установок.Оглавление
Предмет термодинамики
Основные понятия и определения термодинамики
Термодинамическая система. Равновесное состояние (термодинамическое равновесие)
Термодинамический контакт. Термодинамические параметры
Внутренняя энергия
Уравнения состояния (термическое и калорическое уравнения состояния)
Функции состояния и их свойства
Постулаты термодинамики
Первый закон термодинамики
Термодинамические процессы. Квазистатические и нестатические процессы. Циклы
Работа и теплота процесса, энергия переноса массы
Формулировки первого закона термодинамики. Интегральная и дифференциальная форма записи первого закона. Обобщенные силы и обобщенные координаты
Понятие теплоемкости
Связь между изобарной и изохорной теплоемкостями. Формула Майера. Скрытая теплота
Основные термодинамические процессы
Уравнения политропного и адиабатного процессов
Частные случаи политропного процесса
Диаграммное изображение термодинамических процессов
Термические коэффициенты
Термический коэффициент объемного расширения
Термический коэффициент давления
Коэффициент изотермической сжимаемости
Связь между термическими коэффициентами
Коэффициент адиабатной сжимаемости. Связь между коэффициентами изотермической и адиабатной сжимаемости
Второй закон термодинамики
Обратимые и необратимые процессы, циклы
Цикл Карно
Формулировки второго закона термодинамики Клаузиуса и Томсона, их эквивалентность
Принцип адиабатной недостижимости Каратеодори
Понятие температуры. Эмпирические шкалы температур
Обоснование существования энтропии
Голономность и свойства форм Пфаффа
Определение энтропии термодинамической системы
Существование абсолютной термодинамической температуры и ее связь с эмпирической температурой
Связь абсолютной термодинамической шкалы температур со шкалой идеального газа
Теоремы Карно
Неравенство Клаузиуса
Изменение энтропии в произвольных процессах
Свойства энтропии
Основное уравнение и неравенство термодинамики
Примеры возрастания энтропии при необратимых процессах в адиабатных системах
Энтропия идеального газа
Методы термодинамики
Связь между термическим и калорическим уравнениями состояния
Метод циклов
Характеристические функции и термодинамические потенциалы. внутренняя энергия как термодинамический потенциал
Преобразование Лежандра
Энтальпия
Энергия Гельмгольца. Изохорно-изотермический потенциал
Энергия Гиббса. Изобарно-изотермический потенциал
Зависимость энергии Гиббса от числа частиц в системе
Большой термодинамический потенциал
Уравнение Гиббса — Дюгема
Уравнения Гиббса — Гельмгольца
Примеры применения метода термодинамических потенциалов. Магнитострикция, электрострикция, пьезоэффект
Эффект Джоуля — Томсона. Обратимое и необратимое адиабатное дросселирование газа
Необратимое расширение газа
Обратимое адиабатное расширение
Термодинамика излучения
Закон Кирхгофа
Существование светового давления
Закон Стефана ‒ Больцмана
Термодинамические функции излучения
Третий закон термодинамики
Задача о химическом сродстве. Содержание теоремы Нернста. Постулат Планка
Следствия теоремы Нернста
Поведение термических коэффициентов при стремлении абсолютной температуры к нулю
Поведение теплоемкостей Cv и Cp при стремлении абсолютной температуры к нулю. Вычисление энтропии. Вырождение идеального газа
Недостижимость абсолютного нуля температуры
Сверхнизкие температуры, их получение. Принцип недостижимости абсолютного нуля температуры
Отрицательные абсолютные температуры
Термодинамические свойства систем с отрицательной температурой
Условия термодинамического равновесия и их применение
Классификация термодинамических систем
Условия равновесия механических систем
Условия термодинамического равновесия
Равновесие изолированной системы
Равновесие системы в термостате с постоянным объемом. Принцип максимальной работы
Система в термостате с постоянным внешним давлением
Равновесие в системе с постоянной энтропией и давлением, с постоянной энтропией и объемом
Равновесие в системе с переменным числом частиц при постоянном объеме, температуре и химических потенциалах
Метастабильные состояния
Условия устойчивости равновесия, выраженные через термодинамические неравенства
Равновесие в гомогенной системе
Условия химического равновесия
Закон действующих масс
Равновесие в гетерогенной системе
Правило фаз Гиббса
Равновесие однокомпонентных систем
Основное уравнение теории равновесия бинарных систем
Правила Коновалова
Давление пара идеальных жидких растворов
Понятие идеального раствора и его свойства
Закон Рауля
Закон Генри
Осмотическое давление
Фазовые превращения
Общие вопросы теории фазовых превращений
Фазовые переходы первого рода
Общие закономерности фазовых переходов 1-го рода
Изменение химического потенциала при фазовых переходах первого рода
Уравнение Клапейрона — Клаузиуса
Линия плавления. Теплота и энтропия плавления
Линия парообразования. Теплота и энтропия парообразования
Тройная точка
Термодинамика процесса образования новой фазы
Диаграмма состояния системы жидкость — пар в координатах p—V. Понятие бинодали и спинодали
Условия термодинамического равновесия капли жидкости со своим насыщенным паром
Условие возникновения капельки жидкости в паре
Фазовые превращения второго рода
Общие закономерности фазовых переходов второго рода
Уравнение Эренфеста
Сверхпроводимость. Формула Рутгерса
Равновесие в критической точке
Закон соответственных состояний
Циклы теплосиловых и холодильных установок
Термический КПД цикла, холодильный коэффициент, коэффициент преобразования тепла
Методы анализа эффективности циклов
Теплосиловые паровые циклы
Цикл Карно
Цикл Ренкина
Зависимость величины термического КПД цикла Ренкина от значений параметров водяного пара
Цикл с промежуточным перегревом пара
Анализ цикла Ренкина с учетом необратимых потерь
Теплофикационные циклы
Циклы газотурбинных установок
Цикл Брайтона
Цикл газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении
Цикл газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении с адиабатным сжатием в компрессоре
Сравнение эффективности циклов газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении для случаев изотермического и адиабатного сжатия
Цикл газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении с регенерацией тепла
Газотурбинная установка, работающая по замкнутому циклу
Бинарные циклы
Циклы парогазовых установок
Цикл МГД-установок
Циклы холодильных установок
Цикл воздушной холодильной установки
Цикл парокомпрессионной холодильной установки
Пароэжекторная холодильная установка
Абсорбционная холодильная установка
Цикл термоэлектрической холодильной установки
Библиографический списокЭлектронное издание. — Качество файла: 10 — субъективная оценка по 10-балльной шкале.
