ТЕРМОДИНАМИКА ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ГОС
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Теплоэнергетика
Направление подготовки бакалавра
Промышленная теплоэнергетика
Тепловые электрические станции
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ТЕРМОДИНАМИКА
ТЕХНИЧЕСКАЯ
Кафедра теплотехники и теплоэнергетики
Образования
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Северо-Западный государственный заочный технический университет
Энергетический институт
Специальности:
Санкт – Петербург
Издательство СЗТУ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
УДК 536(076)
Техническая термодинамика: учебно-методический комплекс/ сост. З.Ф.Каримов, Е.П.Павлов. –СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009- 261 с.
Учебно-методический комплекс разработан в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования.
В дисциплине «Техническая термодинамика» рассматриваются основные законы преобразования теплоты в механическую работу, использование этих законов в термодинамических циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных и паротурбинных установках, а также в циклах холодильных установок и теплового насоса. Изучаются основные понятия химической термодинамики.
Издательством осуществлено литературное и техническое редактирование рукописи.
Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики
18.06.2008г., одобрено методической комиссией энергетического института 20.06.2008г.
Рецензенты: кафедра промышленной теплоэнергетики Санкт-Петербургского технологического университета растительных полимеров (зав. кафедрой А.П. Бельский, д-р техн. наук, проф.); Лабейш В.Г., д-р техн. наук, проф.
Составители: З. Ф. Каримов, д-р техн. наук, проф.,
Е. П. Павлов,канд. техн. наук, доц.
ã Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008
ã Каримов З. Ф., Павлов Е. П., 2008.
1. ИНФОРМАЦИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИЧЕСКАЯ
ТЕРМОДИНАМИКА»
Дисциплина «Техническая термодинамика» изучается студентами специальностей: 140101.65 и 140104.65 всех форм обучения в двух семестрах. Эта дисциплина включает в себя шесть разделов: Основные законы термодинамики; Реальные газы. Водяной пар; Компрессоры. Циклы тепловых двигателей; Циклы паротурбинных установок; Циклы холодильных и теплонасосных установок; Элементы химической термодинамики. При изучении дисциплины предусмотрены: для очно - заочной формы обучения – 44 часа лекций, 16 часов практических занятий и 20 часов лабораторных работ, для заочной формы обучения – 16 часов лекций, 4 часа практических занятий и 12 часов лабораторных работ. А также шесть тестов – по одному тесту в каждом разделе и три контрольные работы – две работы в первом семестре и одна работа во втором семестре.
Целью изучения дисциплиныявляется изучение фундаментальных законов получения теплоты и её превращение в механическую работу в различных теплоэнергетических установках.
Задачи изучения дисциплины – приобретение навыков анализа термодинамических систем и с помощью математического аппарата термодинамики разрабатывать новые и совершенствовать существующие системы энергоснабжения.
В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний, формируемых на нескольких уровнях:
Иметь представление:
- о целях теоретических основ технической термодинамики;
- об областях применения и перспективах развития теории и практики технической термодинамики.
Знать:
- термодинамическую терминологию, законы получения и преобразования тепловой энергии;
- методы анализа эффективности использования теплоты;
- методы производства и сбережения теплоты;
Уметь:
- производить термодинамические расчеты тепловых процессов промышленных энергетических установок и устройств;
- определять значение термодинамических характеристик процессов с однофазными и двухфазными рабочими телами постоянного и переменного состава;
Владеть:
- навыками использования вычислительной техники и программного обеспечения в решении теоретических и прикладных задач технической термодинамики.
Место дисциплины в учебном процессе: Дисциплина «Техническая термодинамика» базируется на знаниях в области физики, математики, гидрогазодинамики и химии. Знания, полученные при изучении технической термодинамики, используются при изучении всех прикладных теплотехнических дисциплин, а также при курсовом и дипломном проектировании.
| ОПД.Ф.09 | Первый закон термодинамики; второй закон термодинамики; реальные газы; водяной пар; термодинамические свойства реальных газов; фазовая pv - диаграмма; таблицы термодинамических свойств веществ; истечения из сопел; дросселирование; циклы паротурбинных установок, тепловой и энергетический балансы паротурбинной установки; газовые циклы; схемы, циклы и термический КПД тепловых двигателей и холодильных установок; энергетический анализ циклов; основы химической термодинамики; основы термодинамики необратимых процессов. |
1.2.2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Вид учебной работы | Всего часов | |||
| Форма обучения | ||||
| Очно-заочная | Заочная | |||
| 5-й семестр | 6-й семестр | 5-й семестр | 6-й семестр | |
| Общая трудоемкость дисциплины | ||||
| Работа под руководством преподавателя (включая ДОТ) | ||||
| В т.ч.: аудиторные занятия: лекции практические занятия (ПЗ) лабораторный работы (ЛР) | ||||
| Самостоятельная работа студентов | ||||
| Промежуточный контроль, количество В т.ч.: контрольная работа (реферат) | ||||
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | Зачет | Экзамен | Зачет | Экзамен |
1.2.3. ПЕРЕЧЕНЬ ВИДОВ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Контрольные работы – 3 работы для всех форм обучения.
Практические занятия – для очно – заочной формы – 12 часов,
для заочной формы – 4 часа.
Лабораторные работы – для очно - заочной формы – 20 часов,
для заочной формы – 12 часов.
Тесты (по разделам дисциплины: тренировочные и контрольные) – для очно – заочной формы – 5, для заочной формы – 5.
Экзамен (зачет) – в пятом семестре – зачет и в шестом семестре - экзамен для всех форм обучения.
2. РАБОЧИЕ УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
(объем дисциплины 240 часов)
ВВЕДЕНИЕ (1 час)
[1], с. 3…5; [2], с. 5…7
История развития энергетики в России. Современное состояние теплоэнергетики. Техническая термодинамика как теоретическая основа теплоэнергетики.
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ
ТЕРМОДИНАМИКИ (50 часов)
[1], с. 6…22; [2], с. 8…16; 22…39
Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная. Удельная газовая постоянная. Нормальные физические условия. Молекулярно - кинетическая теория теплоемкости. Элементы квантовой теории теплоемкости. Истинная и средняя теплоемкости. Свойства теплоемкостей идеального газа. Связь между изохорной и изобарной теплоемкостями идеального газа (закон Майера). Эмпирические формулы для теплоемкостей идеального газа. Таблицы значений истинной и средней теплоемкостей идеального газа. Свойства внутренней энергии и энтальпии идеального газа. Энтропия как функция состояния. Таблицы термодинамических свойств идеальных газов. Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы с идеальным газом. Политропные процессы и их анализ. Расчет количества теплоты и изменения температуры по таблицам значений энтальпии и внутренней энергии идеального газа. Смеси идеальных газов. Закон Дальтона. Теплоемкость газовых смесей.
1.2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
[1], с. 25…41; [2], с. 17…22, 32 – 51
Термодинамическая система и окружающая среда. Изолированная и неизолированная термодинамические системы. Параметры состояния. Уравнение состояния. Термодинамическая поверхность. Термодинамический процесс. Равновесные и неравновесные процессы (взаимодействия). Теплота и работа как функции процесса. Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния термодинамической системы (рабочего тела). Закон сохранения и превращения энергии. Первый закон термодинамики. Различные аналитические выражения первого закона термодинамики. Краткая история открытия первого закона термодинамики.