Questions tagged «thermodynamics»

与热力学的各种定律有关的问题,一种形式的能量转换或运动为另一种形式,主要但不限于流体的加热或冷却。

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吉布斯相位规则的适用性
在吉布斯相律表示为两个相,单组分热力系统,我们将有一个独立的密集参数。鉴于自由度为意味着修复一个密集参数将修复系统的整个状态。111 任何属性只是y的另一个属性的函数,即x = f (y )。这给出了两相系统P = f (T ),但为什么不是v = f (T )?xxxyyyx=f(y)x=f(y)x=f(y)P=f(T)P=f(T)P=f(T)v=f(T)v=f(T)v=f(T) 我们知道可以在v f和v g之间的任何值。除了均衡之外,相位规则是否有任何假设可以解释这一点?vvvvfvfv_fvgvgv_g

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马赫计的,和的实际含义,作用和目标是什么?
罗斯卡姆在“2.5.2高速空中飞行器(可压缩流动)”小节中使用“飞机空气动力学和性能”一书,使用以下三个等式: a)(γγ−1)pρ+12V2=(γγ−1)ptρt(γγ−1)pρ+12V2=(γγ−1)ptρt\left(\frac{\gamma}{\gamma-1}\right)\frac{p}{\rho}+\frac{1}{2}V^2=\left(\frac{\gamma}{\gamma-1}\right)\frac{p_t}{\rho_t} b)pργ=ptργtpργ=ptρtγ\frac{p}{\rho^\gamma}=\frac{p_t}{\rho^\gamma_t} c) ,V2a=γpρVa2=γpρV_a^2=\gamma\frac{p}{\rho} 并且,在一些步骤之后,它达到 (称为eq.n(2.44))M2=2γ−1[(pt−pp+1)γ−1γ−1]M2=2γ−1[(pt−pp+1)γ−1γ−1]M^2=\frac{2}{\gamma-1}\left[\left(\frac{p_t-p}{p}+1\right)^\frac{\gamma-1}{\gamma}-1\right] 在这一点上,本书说:“......从这个等式中可以看出,当测量,可以计算马赫数。一种测量两者和静态的仪器压力表示通过公式(2.44)的马赫数称为马赫表。注意,传统的空速指示器仅测量。(pt−p)/p(pt−p)/p(p_t-p)/p(pt−p)(pt−p)(p_t-p)ppp(pt−p)(pt−p)(p_t-p) 当在空速指示器的校准中,被替换并且被替换时,产生的空速称为校准空速, ... “。(pt−p)/p(pt−p)/p(p_t-p)/p(pt−p)/p0(pt−p)/p0(p_t-p)/p_0VaVaV_aVa0Va0V_{a_0}VcVcV_c 在一些步骤之后,它根据变量, *,,得出具有的等式,并且它表示用该最后等式获得的图2.6表示真实马赫数与校准空速的关系图。对于恒定压力高度。M2M2M^2γγ\gammaδδ\deltaVcVcV_cVa0Va0V_{a_0} 我的问题是:,和的实际含义,作用和目标是什么?我想Roskam认为他们在适合使用MachMeter之前扮演实验角色,但我必须准确理解如何使用这些变量。如何获得它们?p0p0p_0Va0Va0V_{a_0}VcVcV_c 请注意,带有校准变量的等式对于飞行来说并不现实,因为例如我们有,所以我们在相同的公式和,某些东西被改变而某些东西没有被改变因此,我认为它并不代表特定的物理情况,而只是用于校准马赫表的人工物。但是......有人能解释我的细节吗?也许Machmeter 在飞行过程中都在测量?(pt−p)p0(pt−p)p0\frac{(p_t-p)}{p_0}pppp0p0p_0VcVcV_c δδ\delta是p/p0p/p0p/p_0

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绝缘子热阻
我有一台功率为2750瓦的机器,它喷射到绝缘体泡沫上,其热阻为2.1平方公尺/瓦特,其中绝缘体厚5厘米,它将热量驱动到通风和屋顶外。 我想确保绝缘子能够承受来自机器的热风。因此,如果我知道2750瓦可以输出9383 btu / hr,其中1瓦输出3.412 btu / hr,我怎么能确定绝缘体可以承受热量而不会散开?问候 编辑附加信息:排气温度为40摄氏度,室温为25摄氏度,室外温度为32摄氏度。 可燃性极限:烃类气体的下限(部分泡沫)烃类气体的上限为1.8%:烃类气体的8.5%(体积)闪点:-84摄氏度 排气量= 50x 60 x 200 cm立方体= 600,000cm立方体


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哪种材料对太阳能气球的皮肤最有效?
引自维基百科的文章: 太阳能气球是一种气球,当太阳内部的空气被太阳的辐射加热时,通常在黑色或黑色气球材料的帮助下,它可以获得浮力。太阳能气球内部的热空气膨胀并且密度低于周围空气。因此,太阳能气球类似于热气球。 在编织太阳能热气球的皮肤时,哪种材料最有效(最小化材料质量,最大化有效负载,最大限度保温)?我想考虑外表面的导热系数,内表面的辐射率和结构强度。我希望在热带海平面上将60公吨的有效载荷提升到至少200米。

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多少转速铝铝制硬盘将破碎?
我正在使用硬盘盘片来制造特斯拉涡轮机。我希望尽可能多地提高效率。话虽如此,出于安全考虑,我需要了解他们破碎的一般范围。 如果没有人发现任何射程,那我怎么能(安全地)测试他们破碎的速度呢?

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非饱和热力学混合物的定义?
在蒸汽中,当我们说它的质量为0.9时,我们的意思是90%是气体,10%是液体。但是,就具体体积而言,气体的比容量是否与整个混合物体积或气体所占混合物部分的体积相反?那是什么部分?换句话说,这是正确的说, Vtotalm(total) = Vtotalm(gas)+Vtotalm(liquid)Vtotalm(total) = Vtotalm(gas)+Vtotalm(liquid)\large{\frac{V_{total}}{m_{(total)}}\ =\ \frac{V_{total}}{m_{(gas)}}+\frac{V_{total}}{m_{(liquid)}}} 要不然是啥?等式是什么?


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墙上太阳辐射的热方程
我正在尝试模拟(厚)混凝土墙上太阳辐射的影响。我的假设如下: 墙表现为半连续体,参数,,k=0.8W/Kmk=0.8W/Kmk = 0.8 W/Kmρ=2500kg/m3ρ=2500kg/m3\rho=2500 kg/m^3cp=880J/kgKcp=880J/kgKc_p=880J/kg K 太阳辐射模拟为壁表面上的热通量q˙(0,t)=650W/m2q˙(0,t)=650W/m2\dot{q}(0,t) = 650 W/m^2 使用传热系数并考虑空气温度为恒定,可以模拟壁与周围空气之间的热交换h=15W/m2Kh=15W/m2Kh=15W/m^2Kϑairϑair\vartheta_\text{air} 现在我应该求解热方程 u,t−αu,xx=0u,t−αu,xx=0 u_{,t} -\alpha u_{,xx}=0 在以下IC和BC下: {u(x,0)=ϑ0650+h(ϑair−u(0,t))=−ku,x(0,t){u(x,0)=ϑ0650+h(ϑair−u(0,t))=−ku,x(0,t)\begin{cases} u(x,0) = \vartheta_0 \\ 650+ h(\vartheta_\text{air}-u(0,t))= -k u_{,x}(0,t) \end{cases} 我尝试使用Mathematica解决此PDE,但给了我一个荒谬的结果。以但是会导致良好的结果。因此,我非常确定错误在于对墙壁和空气之间的通量(边界条件)的考虑,但看不到它。h=0h=0h=0 编辑:这是我在mathematica中使用的代码。 k=0.8; c=880; rho=1950; a=k/(c*rho); h=15; theta_air=0; heqn=D[u[x,t],t] == a*D[u[x,t],{x,2}]; ic1=u[x,0] == 0; bc1 = h*(theta_air-u[0,t])+650 == -k*Derivative[1,0][u][0,t] theta_0 = 20; …


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Joule-Thomson反演状态下的气体温度方程
假设气体服从以下状态方程: $ \ nu = {\ frac {RT} {P}} - {\ frac {a} {T}} + b $ 其中$ a,b $是不变的。 得出Joule-Thompson反演状态下的温度方程。 我的教授给了我们以下提示: $ T = {\ frac {\ mu_ {JT} c_p + \ nu} {\ frac {\ partial \ nu} {\ partial T}}} $ 其中$ {\ frac {\ partial \ …

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阁楼保温材料能为建筑物降温吗?
鉴于热空气不断上升,人们很容易理解阁楼隔热如何帮助保持建筑物的温暖。例如在冬天。但是,当冬天变成夏天时,阁楼隔热层是否有助于保持建筑物凉爽?甚至更糟的是,阁楼/屋顶隔热层是否通过阻止热量向上和向外流而使建筑物变热? 在下图中,我的想法是,阁楼隔热层的R因子将阻止下图中从区域1到区域2的流动,从而阻止热量向上流和流出建筑物。 图1.前提:R因子阻止热量从1区流向2区,从而在夏天将暖空气捕获在房屋内? 我们将如何基于这种影响和其他竞争性影响来量化对房屋温度的总体影响?理论上和经验上都一样?


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将热量泵入较温暖的水中是否比冷却空气更有效?
在我所在地区的每年这个时候,人们经常看着空调压缩机将热量从房屋的一侧抽到室外,而游泳池的加热器试图将热量抽到另一侧的水中,想知道为什么重新支付两次转移热量。不可避免地有人想到将压缩机盘管淹没,但随后他们进行了计算,并意识到不会太过几天就可以使他们的游泳池变得很热。 但是,这引出了一个有趣的工程问题:空气源和水源热泵(用于冷却室内空气)之间的实际盈亏平衡点是多少?即:由于其较高的导热性,较高温度的水槽是否比较低温度的空气槽更有效地冷却? 更具体地说:假设我们有一个室外压缩机,其表面积x抽水y BTU的热量。我假设,因为水的导热率大约是空气的20倍,所以即使它比空气散热器更热,它也将是更高效的散热器。(对吗?)但是效率更高?即,在什么温度差下,空气和水一样有效? (或者,这不是一个实际的问题吗?例如,我们运行风扇以迫使更多的空气通过风冷压缩机。这虽然消耗能量,但也许将有效的热导率提高到了对流水槽达到收支平衡的程度。 ..甚至包括驱动风扇的能量?)

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推导:使用Redlich-Kwong EoS进行蒸发熵
我坚持的部分是最后一部分。基本上,问题是使用Redlich-Kwong方程获得蒸发熵的以下等式: $$ \ Delta S = R \ Bigg [\ ln \ frac {V_2 -b} {V_1 - b} \ Bigg] + \ frac {0.5a} {bT ^ {1.5}} \ ln \ Bigg [\ frac {V_2(V_1) -b)} {V_1(V_2-b)} \ Bigg] $$ 解决方案尝试: 我想我应该首先使用已知的事实,即在平衡状态下,两相的自由能必须相同。使用吉布斯自由能: $$ dG = -SdT + VdP \暗示-S_1dT + V_1dP …

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