Тема 4. Второй закон термодинамики
1. Можно ли использовать внутреннюю энергию океанов, воздуха с целью непрерывного получения полезной работы без каких-либо затрат энергии?
2. Можно ли превратить всю подведенную в круговом процессе теплоту в работу?
3. Как связано изменение энтропии с теплотой и абсолютной температурой?
4. Основные формулировки второго закона термодинамики.
5. Что называют круговым процессом или циклом, какие бывают циклы?
6. Что такое термический к.п.д. цикла, может ли он быть равным единице и при каких условиях?
7. Опишите обратимый цикл Карно, запишите выражение для его термического к.п.д. и проанализируйте его.
8. Можно ли создать такой тепловой двигатель, у которого термический к.п.д. цикла будет больше, чем у цикла Карно? При помощи T-S диаграммы покажите, что в заданных пределах температур к.п.д. цикла Карно больше, чем к.п.д. других циклов.
9. Что такое обратный цикл Карно и холодильный коэффициент?
10. В чем заключается сущность теоремы Карно?
11. Свойства обратимых и необратимых циклов. Интегралы Клаузиуса.
12. Изобразите обобщенный (регенеративный) цикл Карно в T-S диаграмме, запишите выражение для его к.п.д.
13. Как изменяется энтропия в замкнутой адиабатной системе, если в ней идут обратимые и необратимые процессы?
14. Как изменяется работоспособность и энтропия тела в необратимых процессах?
15. Покажите, как определить максимальную полезную работу рабочего
тела, дайте определение эксергии, эксергетического к.п.д., эксергетического метода исследования термодинамических процессов.
16. Объясните, в чем заключается статистический характер второго закона термодинамики, к каким наиболее важным выводам пришел Больцман, связывая энтропию системы и вероятность ее состояния?
17. Для чего введено понятие о среднеинтегральной температуре, как определяется эта величина? Напишите выражение для к.п.д. любого цикла с использованием среднеинтегральных температур.
18. Какие функции состояния называются характеристическими?
19. Какое выражение называют термодинамическим тождеством?
20. Особенности термодинамических функций.
21. Основные термодинамические функции и независимые переменные.
22. Что называют термодинамическими потенциалами, какие виды потенциалов Вы знаете, в чем заключается их физический смысл?
23. Что позволяют определить дифференциальные уравнения термодинамики?
24. Какие уравнения являются исходными при создании дифференциальных уравнений термодинамики?
Тема 5. Фазовые равновесия.
1. Какие условия являются необходимыми для устойчивого равновесия термодинамической системы?
2. Каковы условия равновесия однородной системы?
3. В чем заключаются условия равновесия нескольких фаз вещества? Что такое фазовый переход, фазовая диаграмма?
4. Фазовая P-V диаграмма.
5. Фазовая T-S диаграмма.
6. Правило фаз Гиббса.
7. Вывод уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
8. Какие величины можно определить с помощью уравнения Клапейрона-Клаузиуса?
9. К каким изменениям агрегатного состояния вещества применимо уравнение Клапейрона
Тема 6. Истечение и дросселирование газов.
1. Напишите уравнение первого закона термодинамики для потока и объясните смысл входящих в него величин.
2. Напишите уравнение первого закона термодинамики для потока с использованием понятия энтальпии.
3. Как выводится уравнение для работы проталкивания?
4. Что такое располагаемая работа? Как она изображается на P-V диаграмме?
5. Почему изменяется внешняя кинетическая энергия при адиабатном истечении газа?
6. Располагаемая работа в адиабатном и политропном процессах.
7. Скорость истечения жидкости и идеального газа при адиабатном процессе.
8. Напишите уравнение для секундного расхода газа и выполните его анализ.
9. Что такое критическое отношение давлений?
10. Как определяется критическая скорость? Как она связана со скоростью звука?
11. Максимальный расход идеального газа и его определение.
12. Какими могут быть условия течения газа по каналам
переменного сечения?
13. Сопло и диффузор при различных скоростях газа на входе.
14. Случаи истечения газа через суживающееся сопло.
15. Сопло Лаваля. Для чего оно создано, как работает и какие имеет характеристики?
16. Истечение газов и паров при наличии трения.
17. Что такое дросселирование газа? В чем заключается эффект Джоуля-Томсона?
18. Какое состояние реального газа называют соответствующим точке инверсии?
19. Практическое использование процесса дросселирования.
20. Имеет ли место дросселирование газа в системах пневмоавтоматики?
Тема 7. Компрессоры.
1. Какую машину называют компрессором?
2. Какие виды компрессоров Вы знаете?
3. Как устроен и работает одноступенчатый компрессор?
4. Какие допущения делаются при изучении идеального компрессора, отличающие его от реального?
5. Теоретическая и реальная индикаторная диаграмма одноступенчатого компрессора.
6. Почему в реальном поршневом компрессоре поступление воздуха в цилиндр происходит не на всем протяжении хода поршня?
7. Какие процессы возможны при сжатии газа в компрессоре?
8. Какой процесс сжатия наиболее выгоден и какой наименее выгоден?
9. Что такое вредное пространство, объемный к.п.д., коэффициент наполнения?
10. Как влияет на показатель политропы сжатия усиление охлаждения стенок компрессора?
11. От каких величин зависит наибольшее допустимое давление в конце сжатия в компрессоре?
12. Как определяют работу на привод одноступенчатого компрессора?
13. Для чего применяют многоступенчатое сжатие?
14. Дайте описание многоступенчатого компрессора.
15. Теоретическая индикаторная диаграмма многоступенчатого компрессора.
16. При каких условиях осуществляют многоступенчатое сжатие?
17. Как определяется работа на привод многоступенчатого компрессора и количество отведенного тепла?
18. Для чего применяют компрессоры в системах пневмоавтоматики?
19. Какие компрессоры применяют в системах пневмоавтоматики?
Тема 8. Циклы тепловых двигателей, паросиловых установок и холодильных машин.
1. На какие группы делятся поршневые ДВС?
2. Какие основные характеристики циклов Вам известны?
3. Опишите идеальный цикл ДВС с подводом тепла при V=const. Формула для термического к.п.д., анализ формулы.
4. Почему нельзя применять высокие степени сжатия в ДВС с подводом тепла при V=const?
5. Опишите цикл с подводом тепла при P=const. Сравните его с циклом, где тепло подводится при V=const, дайте формулу для термического к.п.д..
6. Опишите цикл со смешанным подводом тепла. Чем вызвано его появление? Напишите формулу для термического к.п.д., дайте анализ формулы.
7. Какие Вам известны недостатки поршневых ДВС?
8. В чем заключаются положительные качества газовых турбин?
9. Дайте описание газовой турбинной установки (ГТУ) и ее идеального термодинамического цикла с подводом тепла при P=const (P-V, T-S диаграммы, термический к.п.д.).
10. Цикл ГТУ с подводом тепла при V=const (P-V,T-S диаграммы, термический к.п.д.).
11. Сравните известные Вам циклы ГТУ. В чем заключаются методы повышения их к.п.д.?
12. Чем отличаются паротурбинные установки от ДВС?
13. Цикл Карно для насыщенного пара.
14. Чем отличается цикл Ренкина от цикла Карно?
15. Как влияет начальное и конечное давление на к.п.д. цикла Ренкина?
16. Как влияет начальная температура на к.п.д. цикла Ренкина?
17. Опишите цикл паротурбинной установки со вторичным перегревом пара.
18. Что такое регенеративный цикл паротурбинной установки?
19. На какие группы можно разделить холодильные установки?
20. Чем отличаются паровые компрессорные холодильные установки от пароэжекторных и абсорбционных?
21. Что такое холодильный коэффициент?
22. Дайте описание паровой компрессорной холодильной установки. Изобразите ее идеальный цикл в T-S диаграмме.
23. Дайте описание абсорбционной холодильной установки.
24. Дайте описание пароэжекторной холодильной установки.
25. Для чего применяют глубокое охлаждение? Идеальный цикл глубокого охлаждения.
26. Что такое тепловой насос? Тепловой насос для отопления зданий.
27. Идеальный цикл теплового насоса. Коэффициент теплоиспользования..
