Física molecular, termodinámica, teoría de la combustión. Termodinámica técnica y transferencia de calor: libro de texto para universidades.

1 DK 536.7(07) + 536.24 Revisores: Departamento de Ingeniería Térmica y Centrales Térmicas de la Universidad Estatal de Transporte de San Petersburgo (Doctor en Ciencias Técnicas, Prof. I.G. Kiselev), Profesor B.S. Fokin (JSC NPO "TsKTI im. I.I. Polzunov") Sapozhnikov S.Z., Kitanin E.L. Termodinámica técnica y transferencia de calor: Libro de texto para universidades. San Petersburgo: Editorial de la Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo, 1999. 319 p. ISBN 5-7422-0098-6 Se presentan los fundamentos de la termodinámica técnica y la transferencia de calor. Se presentan los principios de la termodinámica, métodos para calcular procesos termodinámicos con gas ideal y con fluidos de trabajo reales, ciclos de centrales eléctricas, máquinas de refrigeración y bombas de calor. Se describen los procesos de conductividad térmica estacionaria y no estacionaria, transferencia de calor por convección y transferencia de calor radiativo. Se dan los conceptos básicos del cálculo térmico de intercambiadores de calor. Diseñado para solteros en la dirección 551400 “Sistemas de Transporte Terrestre”. I8ВN 5-7422-0098-6 Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo, 1999 Sapozhnikov S.Z., Kitanin E.L., 1999 2 CONTENIDO Prefacio................. ..... ................................................. .... 1. TERMODINÁMICA TÉCNICA................................. 1.1. Materia y método de la termodinámica técnica....... 1.2. Conceptos básicos de termodinámica........................ 1.2.1. Sistema termodinámico y parámetros termodinámicos................................................ ....... ................. 1.2.2. Equilibrio termodinámico y proceso termodinámico de equilibrio.................................... ...... 1.2.3. Ecuación térmica de estado. Diagramas termodinámicos de superficie y estado………………………………………………………………. 1.2.4. Mezclas de gases ideales................................... 1.2.5. Energía, trabajo, calor................................... 1.2.6. Capacidad calorífica................................................ ....... 1.3. La primera ley de la termodinámica................................... 1.3.1. Ecuación del primer principio................................... 1.3.2. Energía interna en función del estado................................................ ........................................ 1.3.3. La entalpía y sus propiedades................................................ ...... 1.3.4. Ecuación de la primera ley de un gas ideal.................................... ........................................................... ........ 1.4. Análisis de procesos con gas ideal................................... 1.4.1. Proceso isobárico................................................ ......... 1.4. 2. Proceso isocórico................................................ ...... 1.4.3. Proceso isotérmico................................................ ... 1.4.4. Proceso adiabático................................................ ... 1.4.5 . Procesos politrópicos................................................ 1.4.6. Compresión de gas en un compresor de pistón.................... 1.5. Segunda ley de la termodinámica................................... 1.5.1. Procesos reversibles e irreversibles................................ 1.5.2. Ciclos y su eficiencia................................................ ...... ...... 1.5.3. Formulaciones del segundo principio........................ 1.5.4. Ciclo de Carnot. Teorema de Carnot................................ 3 1.5.5. La entropía, su cambio en procesos reversibles e irreversibles.................................... ........... ........................ 1.5.6. Diagrama de estados T-s. Cambio de entropía en procesos de gases ideales.................................... ........................................................ 1.5. 7. Escala de temperatura termodinámica................. 1.6. Ciclos de motores de combustión interna de pistón.................................... ........................ .......................... .......... 1.6.1. Ciclo con suministro de calor isocórico (ciclo Otto) 1.6.2. Ciclo con suministro de calor isobárico (Ciclo Diesel) ........................................ ......... ........................................ ................ ................ 1.6.3. Comparación de la eficiencia de los ciclos de los motores de combustión interna................. 1.7. Ciclos de unidades de turbina de gas................................ 1.7.1. Esquema y ciclo con suministro de calor isobárico. 1.7.2. Eficiencia térmica del ciclo Brayton.................... 1.7.3. Ciclo regenerativo de una unidad de turbina de gas................................. 1.7.4. Eficiencia de ciclos reales................... 1.8. Termodinámica de fluidos de trabajo reales................. 1.8.1. Ecuaciones de estado de gases reales................... 1.8.2. Cambio en el estado de agregación de una sustancia.... 1.8.3. Diagramas y tablas de estados................................. 1.9. Ciclos de centrales eléctricas de vapor................................ 1.9.1. Ciclo de vapor de Carnot................................................ 1.9.2. Ciclo de Rankine................................................ ... ..... 1.10. Ciclos de máquinas frigoríficas y bombas de calor 1.10.1 Ciclo de Carnot inverso.................... ................ 1.10 .2. Ciclo de una máquina frigorífica por compresión de vapor con sobrecalentamiento y estrangulación del vapor................................. 1.10.3. Ciclo bomba de calor................................ 1.11. Aire húmedo. ................................................. ...... ....... 1.11.1 Conceptos básicos y definiciones...... 1.11.2. Diagrama h-d de aire húmedo................. 2. TRANSFERENCIA DE CALOR................. ................. ................................... 4 2.1. Ideas generales sobre transferencia de calor................... 2.2. Conductividad térmica................................................ ....... 2.2.1. Conceptos básicos y definiciones............ 2.2.2. Hipótesis de Bio-Fourier................................ 2.2.3. Ecuación diferencial de conductividad térmica. ……………………………………………………… 2.2.4. Condiciones de unicidad................................................ 2.2.5. cuerpos en problemas de conducción de calor...... 2.3. Conductividad térmica estacionaria................................. 2.3.1. Conductividad térmica de placas y carcasas... 2.3.2. Conductividad térmica de superficies con aletas. 2.4. Conductividad térmica inestable........................ 2.4.1. Conductividad térmica de cuerpos térmicamente delgados....... 2.4.2. Conductividad térmica de un cuerpo semi-acotado y una varilla.................................... ............ .......... 2.4.3. Calentamiento y enfriamiento de placa, cilindro y bola. 2.4.4. Calentamiento y enfriamiento de cuerpos de tamaños finitos…….. 2.4.5. Régimen térmico regular................................ 2.5. Métodos aproximados de la teoría de la conductividad térmica. 2.5.1. Analogía electrotérmica................................. 2.5.2. Método gráfico................................................ 2.5.3. Método de diferencias finitas................... 2.6. Fundamentos físicos de la transferencia de calor por convección. 2.6.1. Conceptos básicos y definiciones.................... 2.6.2 Ecuaciones diferenciales de transferencia de calor por convección.......... ......................... ......................... ................ 2.7. Fundamentos de la teoría de la similitud................................................ ............ 2.7.1. Similitud de los fenómenos físicos......................... 2.7.2. Teoremas de similitud................................................ ... 2.7.3 . Ecuaciones de similitud................................... 2.7.4. Reglas de modelado................................ 2.8. Transferencia de calor por convección en un medio monofásico..... 2.8.1. Modos de flujo de líquidos y gases................................. 5 2.8.2. Capa límite................................................ ... 2.8.3 Transferencia de calor en una capa límite laminar sobre una superficie plana................................. ................. ....... 2.8.4. Transferencia de calor en una capa límite turbulenta sobre una superficie plana.................................... ............. 2.8.5. Transferencia de calor durante la convección forzada en tuberías y canales................................. 2.8.6. Transferencia en sección de flujo estabilizado Integral Liona................................. 2.8 .7. Transferencia de calor durante el flujo laminar en tuberías………………………………………………………….. 2.8.8. Transferencia de calor durante flujo turbulento en tuberías... 2.8.9. Transferencia de calor durante el flujo alrededor de tuberías y haces de tubos.................................... ........... ........................ 2.8.10. Transferencia de calor durante la convección libre... 2.8.11. Transferencia de calor en medios fluidizados... 2.9. Transferencia de calor por convección durante la ebullición y la condensación.................................... ......... ........................... 2.9.1. Transferencia de calor durante la ebullición................................ 2.9.2. Intercambio de calor durante la condensación................................ 2.9.3. Tubos de calor................................................. ........ 2.10. Transferencia de calor por radiación................................................ ..... 2.10.1. Bases físicas de la radiación................... 2.10.2. Cálculo de la transferencia de calor por radiación................. 2.10.3. Radiación solar................................. 2.10.4. Transferencia de calor compleja................................ 2.11. Intercambiadores de calor................................................ ........ ......... 2.11.1 Clasificación y finalidad.................... ...... 2.11.2. Fundamentos de cálculos térmicos................................ 2.11.3. Eficiencia de los intercambiadores de calor. Coeficientes reales de transferencia de calor................................ 2.11.4. Cálculo hidráulico de intercambiadores de calor... Referencias................................................. ........... .................... 6 PREFACIO “Ingeniería termodinámica y transferencia de calor” es uno de los principales cursos que se imparten a los licenciados en el campo de los “Sistemas de Transporte Terrestre”. Es rico en información y el tiempo de estudio se reduce a 1 o 2 semestres, por lo que la mayoría de los libros de texto fundamentales son de poca ayuda para los estudiantes: son demasiado detallados, no se centran en la gama de tareas relacionadas con los sistemas de transporte y, finalmente, , simplemente están diseñados para cursos de un volumen mucho mayor. Para los ingenieros de transporte lo principal es comprender el tema y las ideas básicas de la termodinámica y la transferencia de calor, así como dominar la terminología establecida de estas ciencias. Es absolutamente necesario recordar entre 10 y 15 fórmulas básicas (como la ecuación de estado del gas ideal, la fórmula para calcular la transferencia de calor a través de una placa multicapa, la ley de Stefan-Boltzmann, etc.). El resto de la información, a pesar de su importancia, sólo necesita ser comprendida, presentada físicamente y conectada con ejemplos de diversas áreas de la vida y la tecnología. Por lo tanto, los autores intentaron prestar mayor atención al lado físico de los fenómenos considerados y dejaron un lugar digno, pero modesto, para el aparato matemático. Los autores expresan su profundo agradecimiento a los revisores: el Departamento de Ingeniería Térmica y Centrales Térmicas de la Universidad Estatal de Transporte de San Petersburgo, representado por el Dr. Tech. profesor de ciencias I. G. Kiseleva y Ph.D. tecnología. Asociación Sc. V.I.Krylov, así como el Dr. Tech. profesor de ciencias B. S. Fokin: por sus valiosos comentarios que permitieron mejorar el texto original. Un agradecimiento especial al Ph.D. tecnología. Ciencias G. G. Le Havre por su gran ayuda en la preparación del manuscrito; Se le ocurrió la idea de comparar el método N, ε para calcular intercambiadores de calor con el esquema de cálculo tradicional. Y, por supuesto, contó con la ayuda en el diseño del libro de los empleados del departamento "Fundamentos teóricos de la ingeniería térmica" de la Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo E. O. Vvedenskaya, R. M. Groznaya, los estudiantes de posgrado Yu V. Burtseva y E. M. Rotinyan. ser muy valioso. S. Sapozhnikov E. Kitanin 8 1. TERMODINÁMICA TÉCNICA 1.1. OBJETO Y MÉTODO DE LA TERMODINÁMICA TÉCNICA La termodinámica, la ciencia de las transformaciones de energía, es fundamental para el ingeniero energético. El origen de la termodinámica coincide con la aparición de las primeras máquinas de vapor. En 1824, el ingeniero francés S. Carnot examinó la interacción energética del agua y el vapor con varias partes de la máquina y con el medio ambiente; fue el primero en estimar la eficiencia de una máquina de vapor; Desde entonces, el tema de estudio de la termodinámica han sido los procesos en máquinas eléctricas, transformaciones agregadas de sustancias, procesos fisicoquímicos, plasma y otros. Estos estudios se basan en el método termodinámico: el objeto de investigación puede ser cualquier cuerpo incluido en el llamado sistema termodinámico. Este sistema debe ser: suficientemente extenso y complejo para que en él se respeten leyes estadísticas (movimiento de moléculas de una sustancia en un volumen determinado, calentamiento y enfriamiento de partículas de material sólido en el relleno, etc.); cerrados, es decir, tienen límites en todas las direcciones espaciales y constan de un número finito de partículas. No existen otras restricciones para el sistema termodinámico. Los objetos del mundo material que no están incluidos en el sistema termodinámico se denominan medio ambiente. Volviendo a los trabajos de S. Carnot, observamos que el agua y el vapor que de ella se obtiene son un sistema termodinámico. Al rastrear la interacción energética del agua y el vapor con los cuerpos circundantes, se puede evaluar la eficiencia de convertir en trabajo el calor suministrado a la máquina. Pero las máquinas eléctricas modernas no siempre utilizan agua para convertir energía. Acordemos llamar fluido de trabajo a cualquier medio que se utilice para convertir energía. 9 Así, el tema de la termodinámica técnica son las leyes de conversión de energía en los procesos de interacción de los cuerpos de trabajo con elementos de las máquinas eléctricas y con el medio ambiente, el análisis de la perfección de las máquinas eléctricas, así como el estudio de las propiedades de las máquinas eléctricas. Los cuerpos y sus cambios en los procesos de interacción. A diferencia de la física estadística, que estudia el modelo físico de un sistema con patrones claros de interacción de micropartículas, la termodinámica no se asocia en sus conclusiones con ninguna estructura del cuerpo y con ciertas formas de comunicación entre los elementos de esta estructura. La termodinámica utiliza leyes de carácter universal, es decir, válidas para todos los cuerpos, independientemente de su estructura. Estas leyes forman la base de todo razonamiento termodinámico y se denominan principios de la termodinámica. El primer principio expresa la ley de conservación de la energía, una ley universal de la naturaleza. Determina el balance de energía durante las interacciones dentro de un sistema termodinámico, así como entre el sistema termodinámico y el medio ambiente. El segundo principio determina la dirección de las transformaciones de energía y amplía significativamente las capacidades del método termodinámico. Ambos principios son de carácter experimental y son aplicables a todos los sistemas termodinámicos. Con base en estos dos principios, presentados en forma matemática, es posible expresar los parámetros del intercambio de energía durante diversas interacciones, establecer conexiones entre las propiedades de las sustancias, etc. Sin embargo, para llevar los resultados a números específicos, el “interno Los recursos” de la termodinámica por sí solos no son suficientes. Es necesario utilizar resultados experimentales o teóricos que tengan en cuenta la naturaleza del fluido de trabajo en un sistema termodinámico real. Si, por ejemplo, utilizamos datos experimentales sobre la densidad de una sustancia, entonces mediante el análisis termodinámico podemos calcular su capacidad calorífica, etc. 10 Por tanto, la investigación termodinámica se basa en las leyes fundamentales de la naturaleza. Al mismo tiempo, los cálculos de ingeniería en termodinámica son imposibles sin el uso de datos experimentales o los resultados de estudios teóricos de las propiedades físicas de los fluidos de trabajo. 1.2. CONCEPTOS BÁSICOS DE TERMODINÁMICA 1. 2.1. Sistema termodinámico y parámetros termodinámicos Llamamos sistema termodinámico a cualquier cuerpo o sistema de cuerpos que interactúan entre sí y (o) con el medio ambiente (dicho sistema puede, en particular, incluir los cuerpos de trabajo de máquinas de energía). La definición no especifica qué se considera exactamente un sistema termodinámico y qué se considera un entorno. Se puede, por ejemplo, considerar el fluido de trabajo en sí como un sistema termodinámico, y “todo lo demás” como el medio ambiente; Puede seleccionar sólo una parte del cuerpo y considerar la parte restante y todos los demás cuerpos como el entorno. Es posible, por el contrario, ampliar el sistema termodinámico: incluir en él, además del primer cuerpo, varios otros y considerar todos los demás cuerpos como el medio ambiente. Tal expansión o reducción de la gama de objetos que componen un sistema termodinámico permite aclarar características importantes de los cuerpos de trabajo y las interacciones energéticas entre ellos. Se sabe que una misma sustancia puede encontrarse en estado líquido, gaseoso o sólido. En este caso, naturalmente, las propiedades de esta sustancia, de este sistema termodinámico, serán diferentes, por ejemplo, densidad, coeficiente de expansión volumétrica, permeabilidad magnética, velocidad del sonido, etc. Todas estas, además de otras cantidades que caracterizan el estado. del sistema termodinámico, se denominan condición de parámetros termodinámicos. Hay muchos de ellos; tradicionalmente distinguido

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NUEVO. Gib bs J. W. Termodinámica. Mecánica estadística. mil novecientos ochenta y dos 594 págs.djvu. 9,9 MB.
Esta edición de los trabajos científicos del físico estadounidense J. W. Gibbs, creador de la termodinámica y la mecánica estadística modernas, incluye su obra fundamental "Sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas" junto con otros dos artículos sobre termodinámica, así como la monografía "Principios fundamentales". de Mecánica Estadística”.
El libro está destinado a físicos, químicos, físicoquímicos e historiadores de la ciencia.

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AI. Andriushchenko. Fundamentos de termodinámica técnica de procesos reales 1967. 253 págs.djvu. 10,9 MB.
En los últimos años, la termodinámica técnica se ha desarrollado cada vez más como ciencia aplicada, permitiendo calcular los procesos más complejos en diversas centrales térmicas. Particularmente desarrollado está el método de cálculo de procesos reales (irreversibles), basado en tener en cuenta el rendimiento técnico del calor y los fluidos de trabajo mediante la aplicación conjunta de la primera y segunda leyes de la termodinámica. Se utilizan ampliamente las funciones termodinámicas, incluida la entropía como parámetro del estado del sistema considerado, a partir de cambios en los que es posible calcular no solo el máximo posible, sino también el trabajo real y sus pérdidas. Desafortunadamente, estos temas aún no han recibido una cobertura adecuada en los libros de texto sobre termodinámica técnica.

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IP Basárov. EM. Conceptos erróneos y errores en termodinámica. 2da ed. corr. 2003 117 págs.djvu. 1,2 MB.
El libro analiza los conceptos erróneos de los fundadores de la termodinámica (Clausius, Thomson, Planck, Nernst, Wien, Helmholtz), analiza los errores característicos en la comprensión de los conceptos básicos y los puntos de partida de la termodinámica, sus principios y métodos, que se encuentran en la literatura educativa y científica. Se consideran conclusiones incorrectas en las aplicaciones de la termodinámica a varios sistemas macroscópicos.
Para especialistas en el campo de la termodinámica, estudiantes de posgrado y estudiantes.

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Bakhareva I.F. Termodinámica de desequilibrio no lineal. 1976. 141 págs. PDF. 1,6 MB.
El libro proporciona una presentación de la versión de termodinámica no lineal de desequilibrio desarrollada por el autor. La base de la presentación son los análogos mecánicos de la termodinámica de desequilibrio propuestos por el autor, el principio variacional general para procesos de desequilibrio no estacionarios de varias propiedades tensoriales y un nuevo modelo estocástico de un proceso no lineal con cambios discretos de parámetros en tiempos discretos.
Los principios básicos de la teoría se ilustran mediante problemas de cinética química, así como ejemplos de conductividad térmica, difusión y líquidos viscosos.

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Basárov I.P. Termodinámica. Libro de texto. 2da ed. 1991 376 págs. djvu, 4,2 MB.
El libro de texto presenta sistemáticamente los fundamentos de la termodinámica, sus métodos y las aplicaciones físicas más importantes, teniendo en cuenta las tendencias de desarrollo de la física moderna. Por primera vez en la literatura educativa se considera la termodinámica relativista y la termodinámica de sistemas a temperaturas termodinámicas negativas, y se analizan errores y conceptos erróneos en termodinámica. A medida que se presenta el material, se discuten cuestiones metodológicas del curso. El libro de texto concluye con una introducción a la termodinámica del desequilibrio. Se han analizado una gran cantidad de problemas. Complejidad de la teoría física.

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Bogoslovsky S.V. Propiedades físicas de gases y líquidos. año 2001. 74 págs. djvu, 270 Kb.
Contiene una descripción de las propiedades físicas básicas de gases y líquidos utilizados en el modelado matemático del movimiento de objetos aerohidrodinámicos.

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Vukalovich M. P., Novikov I. I. Termodinámica. 1972 671 págs.djvu. 7,1 MB.
El libro es un curso sistemático sobre termodinámica de procesos de equilibrio y no equilibrio, que examina tanto los estados de equilibrio como los procesos de equilibrio de cambios en el estado de los cuerpos, así como los procesos irreversibles, principalmente los procesos de flujo de líquidos viscosos y transferencia de calor bajo diversas condiciones.
Parte 1. FUNDAMENTOS DE LA TERMODINÁMICA. Capítulo 1. Conceptos básicos. Capítulo 2. Los principios de la termodinámica. Capítulo 3. Equilibrio termodinámico. Capítulo 4 ~. Fases de equilibrio. Capítulo 5. Procesos y ciclos termodinámicos básicos. Capítulo 6. Propiedades de gases y líquidos. Capítulo 8. Propiedades de vapores y líquidos.
Parte 2. FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA DE PROCESOS IRREVERSIBLES.
Parte 3. ELEMENTOS DE LA TERMODINÁMICA QUÍMICA.
Parte 4. APLICACIONES TÉCNICAS DE LA TERMODINÁMICA.

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K.P. Gurov. Termodinámica fenomenológica de procesos irreversibles (fundamentos físicos). 126 págs.djvu. 655 KB.
El libro expone de forma concisa los principios básicos de la teoría fenomenológica de la termodinámica de procesos irreversibles y explica su contenido físico. A diferencia de los libros publicados anteriormente sobre este tema, el libro no está sobrecargado de detalles y, siempre que es posible, utiliza el aparato matemático más simple. Además de cubrir las secciones tradicionales de la termodinámica de procesos irreversibles, el libro describe brevemente una nueva dirección en la que se tienen en cuenta los efectos no lineales.
El libro está destinado a una amplia gama de lectores: físicos e ingenieros técnicos, y también puede ser útil para estudiantes de último año de instituciones técnicas de educación superior.

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P. Glensdorf, I. Prigogine. Teoría termodinámica de la estructura, estabilidad y fluctuaciones. 1973 280 págs.djvu. 3,2 MB.
Este libro, escrito en colaboración con P. Glensdorf, es la primera monografía en la literatura mundial dedicada a las cuestiones de la termodinámica no lineal de procesos irreversibles. Incluye una presentación de los fundamentos de la termodinámica de desequilibrio "clásica", el método variacional para problemas no lineales y su aplicación a cuestiones de estabilidad hidrodinámica, reacciones químicas y biología.

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Groot. Termodinámica de procesos irreversibles. 1956 281 págs. djvu. 2,2 MB.
Esta monografía proporciona una presentación completa y sistemática de los principios básicos de la termodinámica de procesos irreversibles y sus aplicaciones a la física y la química.

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F. Dyson et al. Estabilidad y transiciones de fase. 1973 380 págs. dgvu. 3,6 MB.
El libro contiene cuatro ciclos de conferencias dedicadas al estudio de las propiedades de sistemas de muchas partículas cerca del límite de estabilidad. Se consideran las cuestiones de estabilidad de sistemas de partículas cargadas (Dyson), así como el comportamiento termodinámico de la materia durante las transiciones de fase, como el ordenamiento (Katz, Montroll, Fischer).
Los autores de las conferencias, importantes científicos extranjeros, son bien conocidos por el lector soviético por sus trabajos originales, reseñas y monografías, algunas de las cuales han sido traducidas al ruso (Katz M., Probabilidad y cuestiones relacionadas en la física, editorial Mir, 1965; Fischer M., La naturaleza de una condición crítica, Editorial Mir, 1968).
Este libro está dirigido a lectores: matemáticos, informáticos, físicos, químicos, ingenieros interesados ​​en problemas de estabilidad y transiciones de fase, así como a estudiantes universitarios y de posgrado de especialidades relevantes.

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Doktorov A.B., Burstein A.I. Termodinámica. Curso de conferencias. 2003 82 páginas pdf. 618 KB.
El curso de conferencias describe los fundamentos de la termodinámica de equilibrio clásica, principalmente utilizando el ejemplo de los sistemas de gas. Una característica especial del curso es la combinación de conceptos físicos claros con una descripción matemática bastante consistente. Esto hace posible extender los métodos termodinámicos generales considerados usando el ejemplo de los gases a una amplia clase de sistemas de equilibrio de muchas partículas (dieléctricos e imanes, radiación de equilibrio, sistemas de dos y múltiples fases).
Publicado por decisión del Departamento de Física General.
El libro de texto puede ser utilizado por profesores y estudiantes universitarios.

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Gyarmati I. Termodinámica del desequilibrio. 1974 300 págs.djvu. 5,4 MB.
El libro del científico húngaro contiene una presentación amplia y coherente de la termodinámica de procesos irreversibles, basada en un enfoque unificado: la teoría de campos. El autor propone un método general para resolver problemas de termodinámica, basado en el principio variacional que formuló. Este enfoque no sólo tiene un interés puramente teórico, sino también práctico y puede utilizarse como base para resolver una amplia variedad de problemas termodinámicos.
El libro es de interés para una amplia gama de lectores involucrados en termodinámica, física del continuo, química física, así como para profesores, estudiantes de posgrado y estudiantes de último año de los departamentos de física y química de las universidades.

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Zhuravlev V.A. Termodinámica de procesos irreversibles en ejemplos y problemas, 1998. 150 págs.djvu. 375 KB.
El libro representa el primer intento de presentar los principios básicos de la termodinámica de procesos irreversibles en forma de problemas seleccionados temáticamente con soluciones e instrucciones. Incluye más de cien problemas sobre cuestiones generales y especiales de termodinámica lineal y no lineal de procesos irreversibles, sobre cuestiones que cubren una amplia gama de fenómenos de transferencia de energía, masa y momento en sistemas termodinámicos complicados por transformaciones de fase, movimientos viscosos y plásticos de la medio, disipación de energía en gases y plasma, fenómenos de relajación y reacciones químicas en un campo magnético.
El libro está dirigido a científicos e ingenieros que estudian de forma independiente la termodinámica de procesos irreversibles, así como a profesores, estudiantes de posgrado y estudiantes de último año de los departamentos de física de las universidades, ingeniería física y universidades físicas y técnicas.

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NEVADA. Inozemtsev. Fundamentos de termodinámica y cinética. reacciones químicas. 1940 258 págs. djvu. 5,4 MB.
Este trabajo es una presentación de las conferencias impartidas por el autor en el departamento de construcción de motores del Instituto de Aviación de Moscú. Cepro Ordzhonikidze y la Academia Militar de Mecanización y Motorización del Ejército Rojo que lleva su nombre. Stalin, sobre los fundamentos de la termodinámica y la cinética de las reacciones químicas (curso de termodinámica especial).
El curso de termodinámica y cinética de reacciones químicas, que surgió hace varios años, se ha justificado plenamente y actualmente se considera una de las principales materias aplicadas necesarias para un ingeniero de construcción de motores en sus actividades prácticas.
El libro no está en el sistema SI; no existía entonces. Esto provoca dificultades innecesarias en la lectura. Pero no he visto su contenido en la literatura contemporánea.
Me pareció interesante ver cómo se enseñaba a los cadetes antes de la guerra en la Academia de Mecanización y Motorización del Ejército Rojo de Viena que lleva el nombre de STALIN. Y nunca has oído hablar de tal cosa.

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Izyumov, Syromyatnikov. Transiciones de fase y simetría de cristales. El libro proporciona una presentación sistemática y completa del estado actual de la teoría fenomenológica de las transiciones de fase de Landau aplicada a diversas transiciones en cristales. Se presenta en detalle la teoría de las representaciones de grupos espaciales. 245 págs. djvu, 2,9 MB.

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Kaiser J. Termodinámica estadística de procesos de desequilibrio. 1990 508 págs. djvu. 10,4 MB.
El libro del autor estadounidense ofrece una presentación sistemática de la termodinámica estadística clásica. Se presentan tanto resultados generales como aplicaciones de la teoría a problemas específicos de hidrodinámica, termodinámica química y electroquímica; en particular, se analizan los procesos no estacionarios en sistemas con comportamiento complejo. Los resultados de muchos de los experimentos discutidos se publicaron únicamente en revistas. Para científicos: físicos, biofísicos, químicos, así como para estudiantes de último año y estudiantes de posgrado de especialidades relevantes.
El libro es bueno, pero no es física general.

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Karminsky V.D. Termodinámica técnica y transferencia de calor: Curso de conferencias. 2005 año. 228 págs.djvu. 3,8 MB.
Se describen las leyes básicas de la termodinámica, los procesos termodinámicos, los ciclos de los motores térmicos y las unidades de refrigeración, y los fundamentos del estudio de la transferencia de calor. Se consideran los procesos de conductividad térmica, transferencia de calor por convección, transferencia de calor por radiación, así como transferencia de calor durante las transformaciones de fase. Se dan transformaciones matemáticas bastante detalladas y se encuentra disponible el material ilustrativo necesario.
El curso de conferencias está destinado a estudiantes de universidades ferroviarias a tiempo completo, nocturno y a distancia. Puede ser útil para ingenieros y trabajadores técnicos.

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Y EN. Krutov, S.I. Isaev, I.A. Kozhinov et al. Termodinámica técnica. Libro de texto. 3ª edición. reelaborado adicional 1991 385 págs.djvu. 6,8 MB.
El libro de texto describe las leyes básicas de la termodinámica y su aplicación a fluidos de trabajo ideales y reales. Se presta atención a los principios básicos de los ciclos directos e inversos, la exergía, la conversión directa de calor en energía eléctrica y los fundamentos de la termodinámica química de las soluciones. La tercera edición (segunda - 1981) describe además los fundamentos de la termodinámica del plasma y del estado sólido, ciclos con fluidos de trabajo reales, elementos de la termodinámica estadística, salida de recipientes y otras cuestiones.

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Y EN. Krutov. Termodinámica técnica. 2da ed. reelaborado adicional 1981 441 págs.djvu. 5,7 MB.
Leyes básicas de la termodinámica. Aplicación de las leyes básicas de la termodinámica a los gases ideales. Aplicación de las leyes básicas de la termodinámica a fluidos de trabajo reales. Fundamentos de la termodinámica química. Caducidad y estrangulamiento. Ciclos de máquinas e instalaciones térmicas. Algunas aplicaciones de la termodinámica (plasma, conversión de energía sin máquinas, termodinámica estadística)

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VIRGINIA. Kudinov, E.M. Kartashov. Termodinámica técnica. 200 años. 265 págs.djvu. 6,8 MB.
El libro examina las leyes básicas de la termodinámica, los procesos termodinámicos, el flujo de gases y vapores. Los ciclos de compresores, motores de combustión interna, turbinas de gas y turbinas de vapor, así como los ciclos de máquinas de refrigeración se describen con suficiente detalle. Se considera el método exergético para el análisis de centrales térmicas. Se describen los fundamentos de la termodinámica química.
Para estudiantes de instituciones de educación técnica superior. Un ingeniero de calefacción puede resultar útil.

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Kirillin, Sychev, Sheindlin. Termodinámica técnica. Libro de texto. 4ª edición. reelaborado 1983 417 págs.djvu. 10,1 MB.
Además de las secciones habituales de este tipo de libros de texto sobre las leyes básicas de la termodinámica y los principios teóricos generales que se derivan de ellas y que forman la base para el análisis de los ciclos de funcionamiento de los motores térmicos y de las máquinas frigoríficas, se presentan una serie de cuestiones que son de gran interés. Interés en relación con nuevos logros en el campo de la termodinámica, la termofísica y la energía. La primera edición del libro se publicó en 1968, la segunda en 1974 y la tercera en 1979. El libro de texto recibió el Premio Estatal de la URSS en 1976.
Para estudiantes de pregrado y posgrado de facultades de energía, termofísica y física de ingeniería de universidades.

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Kubo. Termodinámica. Parte 1 del curso original del autor. Una característica distintiva es que, además de cubrir los fundamentos de la teoría, el libro dedica al menos la mitad de su volumen a problemas con soluciones y explicaciones. El curso es útil tanto para el estudio de Física General como de esta sección de Física Teórica. Tamaño 3,4 MB. djvu.

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Lashutina, Makashova, Medvedev. Termodinámica técnica con los fundamentos de la transferencia de calor y la hidráulica. Uh. ex. 1988 336 págs. djvu. 4,8 MB.
Se presentan detalladamente los fundamentos teóricos de la termodinámica técnica, la transferencia de calor y la hidráulica, necesarios para la formación de estudiantes especializados en el funcionamiento de máquinas e instalaciones de compresores frigoríficos, así como de sistemas de climatización.
Libro de texto Manual para estudiantes de escuelas técnicas especializadas en “Máquinas e instalaciones de refrigeración y compresores”.

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GEORGIA. Lorenz. Conferencias sobre termodinámica. 2da ed. año 2001. 170 págs.djvu. 510 KB.
El libro incluye cuestiones de termodinámica, que en conjunto forman lo que comúnmente se llama "termodinámica clásica". La primera y segunda leyes de la termodinámica y su aplicación a sistemas binarios, procesos adiabáticos, cristales mixtos, etc. se presentan con suficiente detalle. El libro fue escrito por un importante físico teórico de finales del siglo pasado y sin duda despertará el interés. de una amplia gama de lectores: desde estudiantes de pregrado y posgrado hasta matemáticos especialistas, físicos e historiadores de la ciencia.

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Lykov, Mijailov. Teoría de la transferencia de energía y materia. 1959 330 págs. djvu, 7,2 MB.
Esta monografía está dedicada a la teoría analítica de los fenómenos de transferencia de materia y calor. A partir de la termodinámica de procesos irreversibles se deriva un sistema de ecuaciones diferenciales para la transferencia de calor y masa. Utilizando los métodos de transformaciones integrales finitas, se obtuvieron soluciones para los cuerpos más simples (placa, cilindro y bola) bajo condiciones de contorno de segundo y tercer tipo. Las soluciones obtenidas se pueden utilizar para calcular los procesos de difusión térmica en mezclas de gases y soluciones moleculares, secado, gasificación, combustión, etc.
El libro es de interés para una amplia gama de trabajadores técnicos y de ingeniería y puede servir como material didáctico para estudiantes de especialidades de ingeniería de energía térmica en las universidades.

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Mamá. Teoría moderna de los fenómenos críticos. 1980 297 págs. djvu. 3,1 MB.
La monografía del profesor Ma Shanken de la Universidad de California es un curso sobre la teoría moderna de los fenómenos críticos y las transiciones de fase. El libro describe en detalle los conceptos básicos de la teoría de la similitud, el grupo de renormalización y la expansión e y 1/n. Se considera la dinámica de los fenómenos críticos. No se requiere ninguna formación matemática especial para leer el libro.
King es de interés para una amplia gama de científicos, en particular aquellos involucrados en la física del estado sólido, las bajas temperaturas, los fenómenos magnéticos, la química física, así como para los estudiantes de posgrado y de último año de todas estas especialidades.

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V.E. Mikriukov. Curso de termodinámica. 3ª edición. 1960 236 págs. djvu. 3,7 MB.
En la tercera edición, en el noveno capítulo, se agregaron cinco nuevos párrafos: tablas estándar de funciones termodinámicas, cálculo de valores estándar al cambiar la temperatura y la presión, aplicación de tablas estándar, cálculo de valores estándar, y una serie de Se agregaron nuevos problemas.
El contenido del libro consiste principalmente en cuestiones de termodinámica física: axiomática de la termodinámica; método de funciones termodinámicas; su aplicación al estudio del equilibrio termodinámico; transformaciones de fase; termodinámica de la radiación, etc. Examina todas las cuestiones cubiertas por el programa de termodinámica para los departamentos de física y matemáticas de los institutos pedagógicos. También puede servir como guía para estudiantes universitarios, ya que la presentación completa de casi todas las secciones corresponde al plan de estudios universitario.
El libro está lleno de una serie de ejemplos que refuerzan el material cubierto.
Un libro claramente escrito.

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Mikheev M. A., Mikheeva I. M. Fundamentos de la transferencia de calor. Ed. 2do. 1977 344 págs. djvu, 7,6 MB.
El libro describe los principios básicos de la doctrina de la transferencia de calor y sus aplicaciones al análisis del funcionamiento de dispositivos térmicos. Se consideran secuencialmente los tipos elementales de transferencia de calor (conducción térmica, convección y radiación térmica), el complejo proceso de transferencia de calor y los conceptos básicos del cálculo de intercambiadores de calor. La primera edición del libro se publicó en 1973. La segunda edición del libro contiene cambios y aclaraciones menores.
El libro está dirigido a trabajadores técnicos y de ingeniería involucrados en el diseño, fabricación y operación de equipos de intercambio de calor. Puede ser utilizado por estudiantes universitarios como material didáctico.

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A.G. Murachevsky, editor. Termodinámica del equilibrio líquido-vapor. 1989 345 págs. djvu. 4,2 MB.
Se consideran las cuestiones de la teoría termodinámica de los equilibrios heterogéneos aplicadas a los sistemas líquido-vapor, la estructura de los diagramas de equilibrio de fases y los métodos para el estudio experimental de los equilibrios líquido-vapor. Se presta especial atención a las posibilidades de comprobar la coherencia termodinámica de los datos experimentales y los métodos para el cálculo a priori de los equilibrios líquido-vapor en sistemas multicomponentes.
Para trabajadores científicos, de ingeniería y técnicos de las industrias química, petroquímica y otras industrias involucradas en el desarrollo y optimización de procesos para la separación y purificación de sustancias. Puede ser útil para profesores, estudiantes de posgrado y estudiantes de universidades de ingeniería química y departamentos de química de universidades.

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Nashchokin V.V. Ingeniería termodinámica y transferencia de calor. Uh. ex. 1976 497 págs.djvu. 5,0 MB.
El libro describe los fundamentos de la ingeniería termodinámica y la transferencia de calor. La primera parte describe las leyes de la termodinámica y su aplicación al análisis de ciclos de motores térmicos, turbinas de gas, turbinas de vapor y unidades de refrigeración. La segunda parte describe las bases físicas de la transferencia de calor. Se consideran métodos elementales de transferencia de calor. Se describe brevemente la aplicación de la teoría general de la transferencia de calor y masa al estudio de procesos en cuerpos porosos capilares coloidales húmedos. El libro contiene preguntas de prueba y una serie de problemas resueltos. El libro está escrito utilizando el Sistema Internacional de Unidades.

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Novikov I.I. Fundamentos de termodinámica técnica de procesos reales. 1984 593 págs. djvu. 11,1 MB.
Se describen los principios básicos de la termodinámica, su aparato matemático, los métodos de análisis termodinámico y se describen las propiedades termodinámicas de las sustancias. Se presta considerable atención al equilibrio de los sistemas termodinámicos y las transiciones de fase, y a las aplicaciones técnicas de la termodinámica. La presentación tradicional de los fundamentos de la termodinámica de estados y procesos de equilibrio se combina orgánicamente con la presentación de la termodinámica de procesos irreversibles.
Libro de texto un manual para estudiantes de especialidades de ingeniería energética e ingeniería térmica de instituciones de educación superior.

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Nozdrev V.F. Curso de termodinámica. Educativo prestación. 2da ed. 1967 194 págs. djvu, 3,6 MB.
La complejidad es física general. Sólo la termodinámica (no la física estadística), pero todas las cuestiones principales se presentan con más detalle que en los libros de texto modernos. Se han cubierto muchos ciclos de motores térmicos reales (no he visto tantos en otros libros de texto). Comienza con conceptos físicos y termina con el tercer comienzo.

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Prigozhin I., Kondepudi D. Termodinámica moderna. De motores térmicos a estructuras disipativas. 2002 460 págs. djvu, 5,1 MB.
Una publicación educativa que presenta consistentemente la termodinámica de equilibrio, lineal y no lineal de desequilibrio, esta última como una teoría general de los procesos de desequilibrio. El libro está ricamente ilustrado y contiene información histórica, ejercicios con soluciones y programas de computadora. De particular interés es el hecho de que muchos de los conceptos fundamentales de la termodinámica del desequilibrio fueron creados con la participación directa de uno de los autores, el premio Nobel I.R. Prigogine. El tema del libro se relaciona con las secciones fundamentales de las ciencias naturales.
Para estudiantes universitarios, estudiantes de posgrado y profesores universitarios, así como para físicos, químicos, biólogos e ingenieros. Comienza con lo más básico, por lo que puedes empezar a aprender termodinámica desde allí. ¡Recomiendo!

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I. Prigogine, R. Defey. Termodinámica química. 1966 502 páginas dobles djvu. 7,9 MB.
Capítulos: 1. Variables termodinámicas. 2. El principio de conservación de la energía. 3. El principio de entropía creciente. 4. Afinidad química. 5. Valores medios de afinidad química. 6. Potenciales químicos. 7. Sistemas ideales y sistemas de comparación. 8. Afinidad química estándar. 9. Teorema térmico de Nernst. 10. Gases ideales. 11. Gases reales. 12. Fases condensadas. 13. Regla de la fase de Gibbs y teorema de Duheme. 14. Transformaciones de fase. 15. Estabilidad termodinámica. 16. Estabilidad y fenómenos críticos. 17. Teoremas de moderación. 18. Desplazamientos a lo largo de la línea de equilibrio. 19. Procesos de equilibrio, fenómenos de relajación y transiciones de segundo orden. 20. Soluciones. 21. Equilibrio líquido - vapor. 22. Solución de equilibrio - cristal. Sistemas con ética. 23. Solución de equilibrio - cristal. Cristales mixtos y compuestos de adición. 24. Exceso de funciones termodinámicas. 25. Soluciones regulares y atérmicas. 26. Soluciones asociadas. 27. Soluciones electrolíticas. 28. Azeotropía. 29. Estados indiferentes.

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Prigozhin I. Introducción a la termodinámica de procesos irreversibles. año 2001. 160 páginas djvu, 1,2 MB.
Una pequeña monografía del famoso científico belga I. Prigogine, premio Nobel, está dedicada a una dirección muy relevante y prometedora de la ciencia moderna: la termodinámica de procesos irreversibles. La teoría presentada de los procesos irreversibles representa un mayor desarrollo de la termodinámica y se aplica cada vez más en diversos campos de la física, la química, la biología y la tecnología. Al final del libro está la conferencia Nobel de I. Prigogine. Distinguido por el rigor científico y la generalidad de las conclusiones con claridad y accesibilidad de presentación, el libro es muy útil para científicos e ingenieros, estudiantes de posgrado y estudiantes universitarios.

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Skripov, Faizullin. Transiciones de fase cristal - líquido - vapor. djvu, 160 páginas, 1,4 MB.

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Sorokin V.S. Irreversibilidad macroscópica y entropía. Introducción a la termodinámica. 2004 176 págs. 174 págs. djvu. 1,2 MB.
Se consideran cuestiones generales de la termodinámica clásica; el principio de irreversibilidad macroscópica y la segunda ley de la termodinámica; entropía y temperatura absoluta; criterios de equilibrio y estabilidad; Equilibrio de sistemas que consta de varias fases.
Para profesores, estudiantes de posgrado y estudiantes de departamentos de física, así como cualquier persona interesada en problemas fundamentales de la física.

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Es la única presentación sistemática en el mundo de los resultados de la termodinámica de no equilibrio no lineal y de fluctuación-disipación. La termodinámica lineal de desequilibrio se presenta como una pequeña parte de una teoría no lineal unificada. Los resultados de la teoría, obtenidos sobre la base de unos pocos principios generales, son de naturaleza universal y pueden utilizarse en muchas áreas de la física, así como en la química física. Su aplicación se ilustra con numerosos ejemplos y se han encontrado soluciones a una serie de problemas específicos. Para estudiantes de último año y posgrado, así como para científicos involucrados en el campo de la radiofísica y orokin.rar" target=_blank>Descargar

O.M. Rabinovich. Colección de problemas de termodinámica técnica. 5ª edición. reelaborado 1973 344 págs.djvu. 8,0 MB.
El libro contiene problemas y ejercicios sobre termodinámica técnica. Cada sección del libro incluye una parte teórica que brinda definiciones de conceptos básicos, fórmulas básicas, explicaciones de los mismos y tareas. Algunos de los problemas se dan con soluciones detalladas; para todos los demás problemas, se dan respuestas. Esta edición se diferencia de la cuarta sólo en que todas las cantidades físicas se dan en el sistema de unidades SI y en unidades permitidas para su uso a la par de las unidades SI.
El libro está destinado a ser un material didáctico para estudiantes de escuelas técnicas de ingeniería energética. También puede ser utilizado por estudiantes universitarios cuando cursan cursos de termodinámica técnica e ingeniería térmica general.

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Sinaí. Teoría de las transiciones de fase. Resultados rigurosos. La complejidad es la física teórica. 205 págs. djvu, 1,7 MB.

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RL Stratonovich. Termodinámica de desequilibrio no lineal. 1985 480 págs.djvu. 6,3 MB.
Representa el único, o en serio). Pero está escrito de manera interesante y vale la pena leerlo durante las vacaciones.

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Haar, Vergkland. Teoría moderna de los fenómenos críticos. 1968 217 págs.djvu. 3,8 MB.
El libro contiene una presentación sencilla del curso de termodinámica y algunas de sus aplicaciones. La diferencia entre este libro y otros cursos de termodinámica es que los autores se han apartado hasta cierto punto de la estructura deductiva habitual del curso y comienzan con información general sobre el calor necesaria para una presentación posterior. Sólo se requiere que el lector esté familiarizado con la física general y con información mínima procedente del análisis matemático. Por tanto, el libro es accesible y será útil para los lectores que comiencen a estudiar termodinámica por primera vez.
La estructura del curso es bastante normal. Después de presentar la primera y segunda leyes de la termodinámica (Capítulos 1, 2), los autores consideran las condiciones de equilibrio, los potenciales termodinámicos y las transformaciones de variables termodinámicas (Capítulos 3-5). Más adelante en el cap. 6, 7 dan aplicaciones de la termodinámica a sistemas con masa y equilibrio químico variables. Pulgada. El capítulo 8 establece la tercera ley de la termodinámica (teorema de Nernst). Pulgada. El capítulo 9 analiza la aplicación de la termodinámica a sistemas en un campo externo.
El libro está equipado con una cantidad bastante grande de problemas con soluciones, que son una parte orgánica del texto principal.

Se describen los principios básicos de la termodinámica, su aparato matemático, los métodos de análisis termodinámico y se describen las propiedades termodinámicas de las sustancias. Se presta considerable atención al equilibrio de los sistemas termodinámicos y las transiciones de fase, y a las aplicaciones técnicas de la termodinámica. La aplicación tradicional de los fundamentos de la termodinámica de estados y procesos de equilibrio se combina orgánicamente con la presentación de la termodinámica de procesos irreversibles.

CAPITULO I LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
§ 1.1. TERMODINÁMICA - LA CIENCIA SOBRE LA CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA DE LOS CUERPOS
La termodinámica estudia los patrones de transformación de energía como resultado de la interacción de cuerpos y campos de fuerza. Una característica distintiva de la termodinámica es la capacidad de considerar todos, sin excepción, los diversos tipos de energía que pueden manifestarse durante la interacción de cuerpos y campos, así como todas las transformaciones de varios tipos de energía. En este caso, cada uno de los cuerpos y campos de fuerza o su combinación en termodinámica se considera un sistema macroscópico que tiene una energía inherente específica a su forma.

TABLA DE CONTENIDO
Prefacio.
Capítulo I. Perese el comienzo de la termodinámica.
§ 1.1. La termodinámica es la ciencia de convertir la energía de los cuerpos.
§ 1.2. Conceptos básicos.
§ 1.3. Ley cero de la termodinámica.
§ 1.4. Trabajo y calor del proceso.
§ 1.5. Procesos reversibles e irreversibles.
§ 1.6. Formulación de la primera ley de la termodinámica.
§ 1.7. Energía interna y entalpía.
§ 1.8. Expresión analítica de la primera ley de la termodinámica.
§ 1.9. Capacidad calorífica.
Capitulo dos. Segundo y tercer principios de la termodinámica.
§ 2.1. Segunda ley de la termodinámica.
§ 2.2. Conversión de calor en trabajo en una máquina térmica.
§ 2.3. Temperatura termodinámica.
§ 2.4. Entropía.
§ 2.5. Expresión analítica de la segunda ley de la termodinámica.
§ 2.6. Tercera ley de la termodinámica.
§ 2.7. Interpretación estadística del segundo y tercer principio de la termodinámica.
§ 2.8. Potenciales termodinámicos.
§ 2.9. Ecuaciones diferenciales parciales de termodinámica.
§ 2.10. Expresión general para la eficiencia térmica de motores térmicos reversibles y convertidores de energía directos.
§ 2.11. Máximo trabajo externo útil.
§ 2.12. Descripción termodinámica de procesos irreversibles. Relaciones básicas de termodinámica de procesos irreversibles.
§ 2.13. Aplicaciones de la termodinámica de procesos irreversibles (fenómenos termoeléctricos, movimiento y transferencia de calor en líquidos, fenómenos termomecánicos).
Capítulo III. Equilibrio termodinámico.
§ 3.1. Condición general para el equilibrio termodinámico de sistemas termodinámicos.
§ 3.2. Condiciones de estabilidad del equilibrio termodinámico.
§ 3.3. Principio de Le Chatelier-Brown.
§ 3.4. Condiciones para el equilibrio de fases.
§ 3.5. Diagrama de fases.
§ 3.6. Ecuaciones diferenciales parciales para un sistema bifásico. Diagramas termodinámicos.
§ 3.7. Transiciones de fase de primer y segundo orden.
§ 3.8. Punto crítico.
Capítulo IV. Procesos termodinámicos básicos.
§ 4.1. Métodos de análisis termodinámico.
§ 4.2. Proceso adiabático.
§ 4.3. Procesos isotérmicos, isobáricos, isocóricos y politrópicos.
§ 4.4. Flujo de gases y líquidos.
Capítulo V. Propiedades termodinámicas de los cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos.
§ 5.1. Características de la estructura de los cuerpos reales.
§ 5.2. Evaporación de líquido y condensación de vapor.
§ 5.3. Fusión de cristales y cristalización líquida.
§ 5.4. Similitud termodinámica.
Capítulo VI. Termodinámica de gases y sistemas similares a gases.
§ 6.1. Gases ideales y reales.
§ 6.2. Vapor saturado y húmedo de un líquido.
§ 6.3. Gas de electrones de valencia en un metal.
§ 6.4. Gas fonón en un cristal.
§ 6.5. Gas fotónico.
Capítulo VII. Termodinámica de sistemas complejos.
§ 7.1. Energía de Gibbs de sistemas con masa variable.
§ 7.2. Regla de fase.
§ 7.3. Reacciones químicas.
§ 7.4. Soluciones.
Capítulo VIII. Análisis termodinámico de procesos de trabajo de conversión de energía (termodinámica técnica).
§ 8.1. La termodinámica técnica es la base científica de la energía moderna.
§ 8.2. Eficiencia térmica y efectiva de los motores térmicos. Optimización del ciclo de trabajo.
§ 8.3. Ciclos de máquinas y motores térmicos de pistón.
§ 8.4. Ciclos de turbinas de gas y motores a reacción.
§ 8.5, Ciclos de las centrales eléctricas de vapor.
§ 8.6. Ciclos binarios.
§ 8.7. Ciclos de plantas de gas de ciclo combinado.
§ 8.8. Ciclo de una central nuclear.
§ 8.9. Ciclos de máquinas frigoríficas.
§ 8.10. Transformadores de calor (termotransformadores)
§ 8.11. Convertidores de energía eléctrica (generadores electroquímicos, convertidores fotoeléctricos).
§ 8.12. Convertidores de potencia eléctrica de acción cíclica.
Índice de materias.

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L.I.Lavrov, O.N.Krukovsky, A.V.Markov, E.A.Tomiltsev

TERMODINÁMICA TÉCNICA

SÍNTESIS DE SAN PETERSBURGO

UDC 66.02 F 912

Crítico:

Cabeza Departamento de Fundamentos Teóricos de la Ingeniería Química, Instituto Tecnológico Estatal de San Petersburgo, Doctor en Ingeniería. Ciencias, Prof. N.A. Martsulevich

educación por correspondencia. - Caja de herramientas. – San Petersburgo, Universidad Técnica Estatal de San Petersburgo (TU), 2009.- ill. 42, bibliogr. 5 títulos - 116 segundos.

ISBN 5–93808–039–8

El manual metodológico está destinado a estudiantes a distancia de especialidades no energéticas, en el que se describen las leyes básicas de la energía en procesos de gases ideales y reales; se considera el funcionamiento de máquinas que se utilizan ampliamente en la industria química (compresores, unidades de refrigeración); Conceptos básicos de funcionamiento de la unidad de potencia de centrales térmicas.

El manual corresponde al programa de trabajo “Técnica de Termodinámica e Ingeniería Térmica” para estudiantes de las especialidades química, tecnológica y mecánica.

F 2802000000–007 Sin anuncio.

Introducción………………………………………………………………………………………… 5

1. Sistema termodinámico……………………………………………………………… 6

1.1. Ley de conservación de la energía………………………………………………………….. 8

1.2. Idealizaciones en termodinámica…………………………………….. 12

2. Procesos de gases ideales politrópicos……………………………….. 16

2.1. Ecuación de estado y primera ley de la termodinámica……………….. 16

2.2. Ecuaciones de procesos politrópicos ………………………………….. 25

2.3. Cálculo de la entropía y sus cambios en los procesos de gases ideales…….. 31

2.4. Análisis de procesos mediante diagramas.р-v y Т-s………………………….. 33

3. Ciclos…………………………………………………………………………………… 37

3.1. Ciclo de Carnot……………………………………………………………….. 40

3.2. Conclusiones que surgen del ciclo de Carnot………………………………. 42

4. Segunda ley de la termodinámica……………………………………………… 46

4.1. Formulaciones, significado y expresión matemática………………. 46

4.2. Cambio de entropía en casos especiales de procesos irreversibles ... 53

5. Método de funciones termodinámicas…………………………………… 58

6. Método de análisis de exergía………………………………………… 60

6.1. Cálculo de exergía y sus cambios en procesos………………………….. 60

6.2. Eficiencia exergética ………………………………………………… 64

7. Gas real…………………………………………………………………………………… 66

7.1. Parámetros y funciones termodinámicas de gases reales………. 66

7.2. Diagramas de gases reales………………………………………… 71

7.3. Cálculos de procesos de gases reales…………………………………… 74

7.4. Transformaciones de fase ………………………………………………… 78

7.4.1. Clapeyron – Ecuaciones de Clausius………………………….. 80

7.4.2. Formas integrales de la ecuación de Clapeyron – Clausius... 82

7.5. Diagramas de estado completos…………………………………………………………...83

8. Compresión de gas en un compresor …………………………………………………. 86

8.1. Compresor de una etapa ………………………………………… 86

8.2. Características de un compresor real…………………………………… 93

8.3. Compresor multietapa…………………………………………. 97

9. Unidades de compresión de vapor de refrigeración …………………………… 102

9.1. Principales tipos de ciclos de refrigeración y fórmulas de cálculo………….. 103

10. Ciclo teórico de una unidad de potencia de una central térmica.

(Ciclo de Rankine)……………………………………………………………… 111 Literatura…………………………………………………… … ……………… 116

Introducción

La termodinámica es la ciencia de la energía y de las transformaciones energéticas. Básicamente, como su nombre indica, considera la transformación del calor en energía mecánica, en energía de movimiento, que representa la dirección principal de toda energía: el funcionamiento de motores, unidades de potencia con la conversión de energía mecánica en energía eléctrica. , así como otras máquinas térmicas (refrigeración, bombas de calor, compresores y diversas máquinas y dispositivos con costos de trabajo y uso de calor): hornos, reactores. Se consideran los fundamentos teóricos de los procesos en estas máquinas.

Termodinámica técnica.

Sin embargo, cualquier otra forma de energía y sus interconversiones siempre tienen componentes térmicos y mecánicos, por lo que varios tipos de transformaciones de energía a menudo se denominan termodinámicas, es decir, los términos termodinámica y energía son esencialmente equivalentes. Por tanto, la aplicación de las leyes de la termodinámica en diversos procesos dio lugar a la formación de una serie de ciencias, tanto de amplio alcance: termodinámica física, termodinámica química, termodinámica de biosistemas, como de naturaleza más limitada: termodinámica de polímeros, termodinámica de fenómenos superficiales, termodinámica de la radiación, termodinámica de la combustión, etc.

Las ideas básicas iniciales sobre las transformaciones de energía y el funcionamiento de máquinas térmicas proporcionan los fundamentos de la termodinámica técnica, que se analizan en el breve curso presentado.

1. SISTEMA TERMODINÁMICO

Un cuerpo o conjunto de cuerpos que es objeto de investigación termodinámica se denomina sistema termodinámico. Por tanto, cualquier objeto con ciertos límites que puedan representarse incluso mentalmente puede denominarse sistema termodinámico. En termodinámica técnica, el sistema inicial se considera un fluido de trabajo (por ejemplo, un gas ubicado en un cilindro con pistón). En un sentido más amplio, puede ser una máquina, aparato, reactor, etc. El estado del sistema se refleja mediante un conjunto de indicadores numéricos llamados parámetros.

Los sistemas materiales siempre tienen cierta cantidad de materia. masa y energía, que se distribuye de cierta manera, formando un campo de energía. La distribución desigual de la energía provoca flujos de energía y materia. Por lo tanto, un sistema termodinámico siempre está bajo la influencia de varios campos de energía, lo que provoca el intercambio de energía a través de los límites del sistema. Cuando un sistema intercambia materia y energía con el medio ambiente u otro sistema, se produce un cambio en todos o algunos de sus parámetros, llamado proceso termodinámico. Al mismo tiempo, siempre están presentes dos formas de intercambio de energía: esta calor y trabajo Fuerzas de deformación mecánica, ya que cualquier sistema se encuentra bajo una determinada presión y a una determinada temperatura ambiente. En este sentido, se cree que el sistema termodinámico más simple es sistema termomecánico, cuya interacción con el medio ambiente consiste en el intercambio de calor y trabajo.

La termodinámica, como ciencia de la interconversión de energía de una forma a otra, presta atención primordial a la transformación del calor en trabajo mecánico, como principal forma de energía utilizada para el movimiento del transporte, para la generación de electricidad, para la producción. de productos,

Estas propiedades las poseen los gases y vapores, que son los principales objetos de estudio en termodinámica. Sus propiedades y patrones de procesos subyacen al desarrollo de máquinas y dispositivos, en ingeniería y diversas tecnologías.

En la industria química, tales máquinas son, por ejemplo, unidades de refrigeración, compresores y dispositivos de diversas tecnologías. En todos los procesos que tienen lugar en ellos se observan interconversiones de energía. Los análisis y cálculos energéticos de estos equipos son la base para su desarrollo y mejora.

En realidad, los sistemas pueden ser mucho más complejos, estar ubicados en diferentes campos de energía e interactuar con ellos.

Los sistemas se dividen en sistemas cerrados, que intercambian únicamente energía en diversas formas con el medio ambiente, y sistemas abiertos, que también intercambian materia con el medio ambiente.

Los sistemas que no intercambian calor se llaman aislado térmicamente o adiabático. En ausencia de cualquier tipo de interacción, los sistemas se denominan aislados.

Ambiente a menudo dotado de las propiedades de un termostato, es decir,

los parámetros permanecen constantes incluso si los parámetros del sistema cambian. Esto es físicamente posible si la cantidad de sustancia en el medio ambiente es mucho mayor que en el sistema y la interacción que es significativa para el sistema no lo es para el medio ambiente. Si un sistema y su entorno no interactúan con otros sistemas y, por tanto, forman un sistema aislado, entonces se denomina hipersistema.

1.1. Ley de conservación de la energía.

La ley universal de la energía, que representa el resultado de una vasta experiencia, es la ley que establece que la energía no desaparece ni aparece, sino que sólo puede pasar de un tipo a otro en cantidades equivalentes, a lo que se le llama ley de la conservación de la energía. Esta ley universal de la naturaleza, que esencialmente establece equilibrios energéticos, es aplicable y justa para cualquier sistema y permite realizar cálculos.

EN Dependiendo de los sistemas y condiciones, esta ley se puede expresar mediante varias ecuaciones. Puede representarse tanto mediante balances de un tipo de energía: balance térmico, balance de energía mecánica, etc., como mediante ecuaciones con interconversiones de diferentes tipos de energía.

EN Cuando se aplica a sistemas termodinámicos, esta ley generalmente se llama la primera ley (o primera ley) de la termodinámica:

es decir, se complementa la energía cinética de movimiento de todo el sistema en su conjunto. La primera ley de la termodinámica, así como la ley de conservación de la energía, se formuló a mediados del siglo XIX como resultado del trabajo de Yu.R. mayer,

J. Joule y G. Helmholtz.

En una interpretación más amplia, el trabajo A puede significar el trabajo de varias formas de energía, la acción de varios campos de energía,

parámetros: potencial P i y coordenada X i (o cantidades intensivas y extensivas).

El producto del potencial y el cambio de coordenadas expresa este tipo de impacto energético, por lo tanto se puede representar la ecuación de la primera ley.

La energía interna, como suma de las energías cinética y potencial de todo el conjunto de partículas que componen el sistema, es función de estado, sus cambios no dependen del camino de transición y su valor representa un diferencial completo.

El calor y el trabajo de varios tipos dependen del camino de transición del fluido de trabajo de un estado a otro y por tanto son funciones del proceso, sin tener un diferencial completo.

Estas características de las cantidades termodinámicas de los procesos se reflejan en las ecuaciones diferenciales para distinguirlas de las diferenciales completas mediante otra letra que designa las cantidades de cambio infinitesimal: "δ":

δQ = dU + ∑ δAi (1.6)

En un sistema termomecánico simple, el trabajo significa el trabajo de las fuerzas de deformación realizadas bajo la acción de una presión uniformemente distribuida (trabajo de expansión o compresión), cuyo potencial es la presión p y la coordenada es el volumen V. En termodinámica técnica, este trabajo suele denominarse L.

Para un sistema termomecánico, la primera ley de la termodinámica se expresará:

Parámetros extensos y cantidades proporcionales a la cantidad.

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