Термодинамика

В учебнике рассмотрены основные законы, процессы и уравнения термодинамики и теплопередачи, имеющие место в современной технике, где неразрывна связь с трансформацией тепловой энергии или её передачей. Учитывая необходимость повышения общего уровня преподавания дисциплины, автор счел целесообразным изложить в возможно более простой и ясной форме сущность сложных процессов, протекающих в двигателях внутреннего сгорания, в газотурбинных и паротурбинных установках, в компрессорах, показать связь процессов с принципом действия этих установок и методы оценки их эффективности. Объем изучаемого материала определен рабочей программой подготовки специалистов и требованиями Министерства науки и высшего образования РФ. В приложениях содержатся необходимые справочные сведения по теплофизическим свойствам теплоносителей и применяемым в теплотехнике материалам, а в конце каждой главы для лучшего усвоения изучаемых тем сформулированы контрольные вопросы самопроверки и приведены примеры решения характерных задач.

В пособие включены лабораторные работы по механике поступательного и вращательного движения, молекулярно-кинетической теории и термодинамике. В каждую лабораторную работу включено теоретическое описание исследуемого явления. Во вводной части пособия рассмотрены методы статистической обработки результатов измерений. Учебное пособие по курсу общей физики предназначено для студентов I и II курса РЭФ, ФТФ, ФЭН всех специальностей и всех форм обучения.

Учебник включает в себя основные понятия и законы технической термодинамики и теплопередачи, приложения этих законов к процессам и системам. Учебник написан доступно и просто, предназначен для студентов направления 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Производство тепловой и электрической энергии» и для студентов направления 20.03.01 «Техносферная безопасность», профиль «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

Курс «Термодинамика и теплопередача» является базовой дисциплиной для ряда инженерных специальностей, и прежде всего энергетического и авиационного направлений. Учебное пособие построено по принципу от простого к сложному. В первой части излагаются основные разделы термодинамики, вводится понятийный аппарат, основные физические величины, даются формулировки законов сохранения, их физические и математические представления в интегральной и дифференциальной форме. Процессы теплопередачи во второй части пособия строятся на более сложном аппарате дифференциальных уравнений в частных производных, которые, как показано, являются следствием локального применения тех же законов сохранения. Термодинамика и теплопередача, как науки, развиваются на протяжении двух столетий, однако только в последние десятилетия ученые получили инструменты (экспериментальные и численные методы, вычислительные ресурсы), позволяющие проводить исследования без существенных упрощений, что стало мотивацией расширенного изложения в пособии дифференциальных уравнений термодинамики и теплопередачи – основы последующих специализированных курсов, читаемых студентам высших учебных заведений.

Приведены методы расчета тепловлажностных режимов зданий. Описываются термодинамические процессы обработки воздуха в системах кондиционирования. Рассмотрены особенности применения существующих СКВ и схемные решения центральных кондиционеров.

Рассмотрены основные понятия теории авиационных двигателей, их классификация, общее устройство и работа. Проанализированы термодинамические процессы в авиационных двигателях и их работа в качестве движителя. Описаны назначение, устройство и работа основных функциональных элементов двигателя: входного устройства, компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного устройства. Кратко изложены вопросы, связанные с характеристиками авиационных двигателей и их регулированием. В приложении содержатся необходимые материалы для лабораторно-практической работы «Исследование идеальных циклов ТРД и ТРДФ» и расчетно-графической работы «Термогазодинамический расчет ТРД и ТРДФ». Работа предназначена для студентов III, IV курсов ФЛА направления «Авиастроение», «Баллистика и гидроаэродинамика», «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей», изучающих курсы «Двигатели ЛА» и «Теория авиационных двигателей». Кроме того, учебное пособие может быть полезно при курсовом и дипломном проектировании. Работа подготовлена на кафедре аэрогидродинамики для студентов III, IV курсов ФЛА направления «Авиастроение», «Баллистика и гидроаэродинамика», «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей».

Учебное пособие включает в себя основные понятия и законы технической термодинамики, приложения этих законов к процессам и системам. Оно написано доступно и просто, на высоком научном и методическом уровне, предназначено для студентов направления 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника, профиль «Производство тепловой и электрической энергии».

Пособие представляет собой сборник задач по разделам физики «Термодинамика» и «Молекулярная физика». Изложение каждой темы начинается с краткого теоретического введения и сопровождается разобранными примерами решения задач. Представлено 28 вариантов заданий (по восемь задач в каждом), предназначенных в качестве расчетно-графических заданий для самостоятельной работы студентов. Материал отражает требования, предъявляемые к курсу физики ФГОС 3. Предназначено для студентов технических направлений курса дневного отделения НГТУ факультетов РЭФ, ФЭН, ФТФ.

Данная книга является одновременно сборником олимпиадных задач и учебным пособием по решению особо сложных школьных задач по физике. В сборник вошли задачи, предлагавшиеся на теоретических турах старшей и младшей лиг международной олимпиады «Туймаада» по физике за всё время её существования. Для удобства пользования книгой все задачи распределены по разделам физики, а наиболее трудные задачи отмечены звёздочкой. Абсолютно ко всем задачам даются подробные решения, а к некоторым – ещё и критерии, применявшиеся жюри при оценке работ участников. Особое внимание уделяется последовательности рассуждений в ходе решения, обоснованности используемых утверждений, возможности решения различными методами и анализу полученных результатов. В ряде случаев отдельно обсуждаются типичные ошибки и причины их возникновения. Некоторые задачи позволяют соприкоснуться с важными вопросами современной физики.

Изложены основы стационарной и нестационарной теплопроводности, конвективного теплообмена, теплообмена излучением и сложного теплообмена. Рассмотрены процессы массообмена при фазовых превращениях в тепломассообменных аппаратах. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавриата «Строительство» и «Теплоэнергетика и теплотехника». Может быть полезно для инженерно-технических специалистов широкого профиля.

Пособие представляет собой сборник задач по темам: химическая термодинамика, химическое равновесие, термодинамика растворов неэлектролитов, фазовое равновесие в однокомпонентных и двухкомпонентных системах. Пособие предназначено для подготовки студентов всех специальностей и направлений подготовки к контрольным работам, экзамену и для выполнения домашних работ в рамках курса «Физическая химия».

Содержит дидактический материал, отвечающий требованиям федерального государственного образовательного стандарта профессионального образования по направлению подготовки 270800 «Строительство» в области базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла, необходимый бакалаврам для освоения основных положений термодинамики, механики жидкости, тепломассообмена.

В данном учебнике рассмотрены первый и второй законы термодинамики, процессы изменения состояния идеальных газов; вопросы по термодинамике потока, тепловым двигателям, холодильным машинам. Представлены материалы по реальным газам – водяному пару и влажному воздуху, элементы химической термодинамики (кратко). Изложены исследования процессов в реальных газах. Также проанализированы вопросы теплопроводности, конвективного теплообмена и теплового излучения. Рассмотрены положения теории подобия и нестационарной теплопроводности. Приведены разделы по расчету теплообменных аппаратов различного типа.

В учебнике, начинающем предметную линию учебно-методических комплектов по физике для учащихся 10—11 классов, рассмотрены вопросы классической механики, молекулярной физики, электродинамики. Учебный материал содержит задания, позволяющие обеспечить достижение личностных, метапредметных и предметных результатов образования. Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует углублённый уровень образования учащихся 10 класса.

Учебник предназначен для учащихся 11 классов, изучающих физику на базовом уровне, создан с учётом современных научных представлений и включает следующие разделы: «Электродинамика (продолжение)», «Колебания и волны», «Квантовая физика и астрофизика». Методический аппарат учебника составляют вопросы, система заданий, включающих вычислительные и графические задачи, вопросы для обсуждения, содержащие качественные задачи, задания для экспериментальной проектной деятельности, темы рефератов и проектов, описания лабораторных работ. Большое количество красочных иллюстраций, графиков и схем, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

В учебнике, завершающем предметную линию учебно-методических комплектов по физике для учащихся 10—11 классов, рассмотрены теория электромагнитных колебаний и волн, вопросы квантовой физики, а также строения и эволюции Вселенной. Учебный материал содержит задания, позволяющие обеспечить достижение личностных, метапредметных и предметных результатов образования. Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует углублённый уровень образования учащихся 11 классов.

Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе – электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно-исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования. Предназначены для всех наименований образовательных организаций: школ, лицеев, гимназий, центров образования, колледжей, СПО и пр.

Освещаются основные положения теории теплопроводности, тепловые и холодильные процессы, термодинамические процессы и циклы. Уделено внимание практическим приложениям и решениям тепловых задач по теплопроводности и теплопередаче через многослойные стенки, теплоотдаче жидкости или газа при разных режимах и условиях течения, излучению между бесконечными пластинами, в замкнутом пространстве и др. Рассмотрены показатели энергоэффективности тепловых процессов и оборудования. Для студентов, обучающихся по направлению 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», профили «Инжиниринг высокотехнологического оборудования», «Инженер-экономист».

В книге рассмотрен период поиска универсального теплового двигателя. Охватывается период от конца эпохи Возрождения – периода начала расцвета наук, и до Нового времени, когда наука превращается в действующую силу технического прогресса. Рассмотрены вопросы поиска новых механизмов создания движущей силы, появления и развития паровых машин как первого универсального теплового двигателя, а также появления первых прототипов двигателя внутреннего сограния. Приведены принципы построения, изложенные Карно, и рождение основополагающей науки о тепловых процессах – термодинамики. Завершением периода поиска универсального теплового двигателя можно считать рождение нового типа тепловой машины – двигателя внутреннего сгорания Ленуара. Приведены исторические сведения об изобретателях и ученых, занимавшихся вопросами создания ДВС. Книга может быть использована в качестве дополнительного учебного и познавательного материала для студентов средних специальных учебных заведений, изучающих дисциплины, связанные с конструкцией, теорией и эксплуатацией двигателей внутреннего сгорания.

В учебном пособии рассматриваются основные законы технической термодинамики, теории тепломассообмена, тепловые схемы, циклы энергетических установок. Рассматриваются вопросы влияния энергетики на окружающую среду. К темам, подлежащим изучению, отнесены: теоретические основы теплоэнергетики, циклы энергетических установок, технология производства электроэнергии и эффективность электростанций, энергетика и окружающая среда. В учебном пособии приводятся типовые задачи, встречающиеся в практике специалистов по общей энергетике и справочные данные для их решения. Пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки «Электроэнергетика и электротехника» и «Агроинженерия». Может быть полезным студентам других специальностей, в которых изучаются основы теплотехники и теплоэнергетики.