Ізотермічний процес.

Ізотермічний процес в p, v – ; T, S – ; h, S –діаграмах зображений на мал. 12.3.

Як видно в p, v – діаграмі (мал. 12.3а) ізотерма у області вологої пари зображається відрізком горизонтальної прямої, яка одночасно є ізобарою. У області перегрітої пари вона переходить в гіперболічну криву, пологішу, ніж рівнобічна гіпербола (ізотерма ідеального газу). У T, S – діаграмі (мал.12.3б) ізотермічний про- цес повністю зображається від- різком горизонтальної прямої.У h, S – діаграмі (мал. 12.3в) ізотерма у області вологої пари є прямою похилої, яка одночасно є ізобарою; у області перегрітої пари – крива, нап- равлена опуклістю вгору. Ця

мал.12.3 крива піднімається зліва направо і у міру віддалення від прикордонної кривої пари, асимптота наближається до горизонталі.

Кількість теплоти, підведена до 1 кг пари в ізотермічному процесі 1 – 2 (розширення пари), визначається за формулою: , (12.8)

У T,S – діаграмі кількість теплоти q_1-2 дорівнює

заштрихованій площі прямокутника S₁-1-2-S₂.

Необхідно відзначити, що для водяної пари, як і для будь-якого реального газу, внутрішня енергія в процесі при Т=const на відміну від внутрішньої енергії ідеального газу змінюється унаслідок зміни потенційної енергії сил взаємодії між молекулами. Тому можна записати:

, (12.9)

Робота розширення пари визначається за рівнянням:

, (12.10)

Величини, що входять в ці рівняння, можна знайти по h,S – діаграмі.

Адіабатний процес.

На мал. 12.4. приведений адіабатний процес в p, v – ; T, S – ; h, S –діаграмах.

Рівноважний адіабатний процес протікає при постійній ентропії, тому на T, S і h, S –ді-аграмах адіабати зображаються відрізком відрізком прямої.

З мал. 12.4.а видно, що при адіабатному розширенні волога пара або зволожується або підсушується залежно від того,

Мал. 12.4 ближче до якої прикордонної кривої (рідини або пари) розташована початкова точка. Значення показника адіабати різні для перегрітї і вологї насиченї пари. У області вологої насиченої пари, показник адіабати визначається за формулою:

k=1,035+0,1x , (12.11)

Причому значення ступеня сухості хвологої пари при його розширенні приймається в початковому, а при стисненні - в кінцевому стані процесу.

Для адіабати, що починається або закінчується на прикордонній кривій пари (х = 1), k=1,135.

Для адіабати, повністю розташованої у області перегрітої пари, k=1,3. Тому, в p, v – діаграмі на прикордонній кривій пари адіабата має перегин (точка 1'' мал. 12.4.а).

Оскільки значення показника є середніми і наближеними, то при точних розрахунках ними користуватися не можна. Точний розрахунок адіабатних процесів проводиться за допомогою таблиць. Адіабата перегрітої водяної пари, подібно до адіабати ідеального газу, належить до сімейства політропних кривих. Тому, до неї застосовні ті формули для обчислення роботи, які витікають з рівняння, а саме:

, (12.12)

Для адіабатного процесу q_1-2=0. Отже, на підставі 1-го закону ТТД робота адіабатного процесу визначається із співвідношення:

, (12.13)

Зміна внутрішньої енергії:

, (12.14)