ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение энергии в однофазной системе с постоянным составом из "Термодинамика для инженеров " Из уравнений (1-14) и (1-25) видно, что изменение внутренней энергии идеального газа всегда равно j jiT и не зависит от какого-либо изменения объема или давления оно равно нулю, если начальная и конечная температуры одинаковы. Другими словами, внутренняя энергия идеального газа является функцией только температуры. [c.42] Из уравнений (1-18) и (1-20) следует, что изменение энтальпии газа всегда равно j pdT и не зависит от какого-либо изменения объема или давления оно также равно нулю, если начальная и конечная температуры одинаковы. Последнее заключение прямо вытекает из закона Бойля, по которому объем идеального газа обратно пропорционален давлению при условии постоянства температуры. Таким образом, р,у,= любых двух состояний при одной и той же температуре и А(ру) = 0. Так как Д = О для этих двух состояний, то и АЯ = 0. [c.42] Если конечное давление системы равно внешнему давлению, уравнение (1-26) приобретает вид, приведенный в примере 1. [c.42] С термодинамической точки зрения интерес в основном представляет вычисление работы, произведенной при обратимом процессе. Для жидких и твердых систем произведенная работа обычно незначительна, так как объем таких систем почти не зависит от приложенного внешнего давления. Чтобы вычислить интеграл уравнения (1-4) для газовых систем, необходимо знать соотношение между давлением и объемом. В обратимом процессе разница между давлением внутри системы и внешним давлением практически равна нулю и внутреннее давление может быть заменено внешним. [c.42] Это же самое уравнение было получено в примере 1 упрощенным способом. [c.42] Так как изменение внутренней энергии при течении изотермического процесса в системе из твердого тела, жидкости или идеального газа практически равно нулю, то теплота, сообщенная системе, равна произведенной работе. [c.43] Так как процессы расширения и сжатия чаще сопровождаются изменением давления, чем изменением температуры, то для вычисления выполненной работы необходимо знать соотношение между изменениями давления и температуры. [c.43] Уравнение (1-42) может быть получено непосредственно из уравнений (1-45) и (1-4). [c.45] Уравнение (1-47) представляет собой отношение начальной температуры к конечной для необратимого адиабатного расширения или сжатия идеального газа при постоянном давлении в функции давления. Это отношение аналогично уравнению (1-37) для обратимого процесса.. [c.45] Работу и изменение внутренней энергии можно легко вычислить, определив отношение конечной температуры к начальной с помощью уравнения (1-47) и подставив его численное значение в уравнение (1-31). [c.45] Эмпирическая постоянная 8 может быть произвольной величиной между единицей и k. Если величина 8 приближается к единице, то вычисленные величины w, Q и АЕ приближаются к таковым для изотермических обратимых процессов в системе из идеального газа., Если же величина 8 приближается- к k, то вычисленные величины W, Q и АЕ приближаются к таковым для адиабатного обратимого процесса в системе из идеального газа. [c.46] Пример 2. Вычислить произведенную работу, передачу теплоты и изменение внутренней энергии для каждого из следующих процессов. [c.46] Из сосуда емкостью 1 фут (28,3 л) идеальный газ, находящийся первоначально под давлением 10 атм, начинает вытекать в окружающее пространство, где давление равно 1 атм и температура 535 °R (297 °К). Предполагается, что газ вытекает достаточно медленно, так что сосуд и содержимое его сохраняют постоянную температуру. [c.46] Этот процесс можно представить себе как процесс в закрытой системе, если считать системой то количество газа, которое остается в сосуде при конечных давлении и температуре. Во время процесса это количество газа может быть рассмотрено как отделенное свободно двигающимся поршнем от остальной массы воздуха. В этом случае давление понижается очень медленно, так что процесс можно рассматривать как изотермическое обратимое расширение идеального газа. [c.46] АЕ= = —6,21 брит. тепл. ед.( —1,56 ккал). [c.47] Вернуться к основной статье