ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ПЕРВЫЙ И ВТОРОЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Уравнения состояния из "Техническая термодинамика и тепловые двигатели " Наука об энергии, ее свойствах и взаимных превращениях называется термодинамикой. Изучение процессов взаимного превращения теплоты и работы является содержанием технической термодинамики. [c.6] В основу технической термодинамики положены два закона. Первый закон термодинамики представляет собой закон сохранения энергии в применении к процессам взаимного превращения теплоты и работы. Второй закон термодинамики характеризует направление процессов, происходящих в физических системах, состоящих из большого числа частиц. [c.6] Принципиальная особенность метода термодинамики заключается в том, что он не основывается на каких-либо предположениях о строении тел это обусловливает его общность. Термодинамические закономерности, устанавливаемые при исследовании процессов, точны, поскольку они являются следствием основных законов. В то же время физическую ясность и наглядность отдельные термодинамические положения получают, когда они объясняются с использованием представлений о строении тел, поэтому этот метод также не исключается при термодинамических исследованиях. [c.6] Характерным для метода технической термодинамики является идеализация термодинамических процессов и систем, что упрощает их рассмотрение. Одновременно идеальный процесс представляет собой тот образец, к которому следует стремиться в действительных условиях. В технической термодинамике рассматриваются и реальные условия протекания основных термодинамических процессов. Такое рассмотрение является связующим звеном между теоретической частью — технической термодинамикой — и практической частью — тепловыми двигателями, компрессорами, котельными установками и др. [c.6] В различных термодинамических процессах в общем случае происходит механическое и тепловое взаимодействие между термодинамической системой, представляющей собой совокупность материальных тел, и окружающей (внешней) средой. Такое взаимодействие может иметь место и между телами самой системы. В зависимости от решаемого вопроса в термодинамическую систему включается и окружающая среда. [c.6] Простым примером термодинамической системы, взаимодействующей с окружающей средой, может служить газ или пар, производящий работу в цилиндре теплового двигателя. Другой пример — газ или пар, заключенный в оболочку и получающий тепло от окружающей среды. Газ или пар, посредством которого тепло преобразуется в работу, называется рабочим телом. [c.6] Давление. Газ или пар действует на поверхность с равномерно распределенной силой, направленной по нормали к поверхности. Давление представляет собой силу, действующую на единицу поверхности. Если на поверхность F действует сила Р, то давление р = PIF. Различают абсолютное и избыточное давление. [c.7] Избыточное давление измеряется манометром, а разрежение — вакуумметром (прибором, по конструкции сходным с манометром). Абсолютное давление вычисляется по приведенным уравнениям. Следует подчеркнуть, что только абсолютное давление рабочего тела является его параметром. [c.7] Давление в системе СИ измеряется в паскалях 1 Па = 1 Н/м = = 10 кПа = 10 МПа. В технических расчетах пользуются иногда внесистемной единицей — баром 1 бар = 10 Па. [c.7] В системе МКГСС давление измеряется в кгс/см , в атмосферах технических (ат) или физических (атм), а также высотой ртутного или водяного столба. [c.7] Следует указать, что столб ртути высотой 735,6 или 760 мм создает давление, равное соответственно 1 ат или 1 атм, только при условии, что температура ртути в приборе равна O С. Если температура ртути отличается от 0° С, то показание прибора нужно привести к 0° С. Это можно сделать при помощи уравнения Но = Н — 0,000172/), где Яо — высота ртутного столба, приведенная к 0° С Н — высота столба ртути в приборе t — температура ртути в приборе 0,000172 — коэффициент объемного расширения ртути. [c.7] Удельный объем. Удельный объем v — это объем единицы массы рабочего тела. Если V — полный объем, занимаемый рабочим телом, в м , а М — его масса в кг, то и = VIM. [c.7] Ввиду того что вес, измеренный в кгс, численно равен массе, измеренной в кг, удельные объемы численно одинаковы в обеих системах единиц, а удельный вес равен плотности. [c.8] Температура. Если у двух или нескольких тел, приведенных в соприкосновение друг с другом и изолированных от внешней среды, с течением времени никакими измерениями нельзя заметить изменения состояния, то говорят, что эти тела находятся в тепловом (температурном) равновесии. Возьмем произвольно какое-либо вещество и приведем в соприкосновение с тающим льдом, находящимся под давлением 1 атм (0,10132 МПа). Назовем это вещество термометрическим. [c.8] В абсолютной шкале для температуры тройной точки воды принято значение 273,16 (точно). Интервал температур между абсолютным нулем и температурой тройной точки воды разделен на 273,16 части, и каждая часть, равная, следовательно, 1/273,16, названа кельвином (К). Температуры по шкале Кельвина обозначаются Т. [c.8] Практическим исполнением абсолютной шкалы температур является международная практическая шкала температур. Температуры, измеренные любым опытным способом (эмпирические температуры), могут быть приведены к показаниям международной практической шкалы температур. [c.8] Это уравнение называется уравнением состояния. Вид функции f зависит от природы тела и устанавливается опытным путем или теоретически. [c.9] Уравнение состояния может относиться только к таким состояниям тела, когда повсеместно, т. е. в любой произвольно малой части, его параметры имеют одинаковые значения. Такие состояния называются равновес-н ы м и. Только в таких состояниях определенному значению двух параметров будет отвечать одно единственное значение третьего параметра. В равновесных состояниях давление рабочего тела равно давлению внешних сил, температура рабочего тела равна температуре внешней среды. [c.9] Вернуться к основной статье