ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамика рабочего тела Содержание задачи из "Техническая термодинамика и основы теплопередачи " Например, на координатной плоскости V — р любая точка (называемая отображающей, или фигуративной, точкой) отображает механическое состояние системы, так как ею определяются параметры и и р, а кривая соответствует процессу (рис. 2). [c.53] Из диаграммы V — р (рис. 2) видно, что из состояния 1 в состояние 2 систему можно перевести с помощью самых разнообразных процессов, поэтому работа, в зависимости от характера соединительной кривой (процесса), может иметь различные значения, в полном соответствий с тем, что мы установили раньше ( 3). [c.53] При определении работы существенное значение имеет направление перемещения по диаграмме. Перемещение по диаграмме вправо означает расширение системы (увеличение механической координаты состояния — объема), и, следовательно, работа является положительной. При обратном перемещении работа имеет отрицательный знак. [c.53] При обратном направлении процесса работа I является отрицательной (совершается окружающей средой над системой). [c.54] Мы видим, что графическое отображение состояния и процесса на диаграмме V — р представляет большие удобства, поэтому диаграммой V — р широко пользуются при термодинамических исследованиях. [c.54] Не меньшее значение для термодинамического анализа имеет диаграмма 5 — Т. На диаграмме з — Т любая точка отображает термическое состояние системы (параметры з я Т) и любая кривая — процесс (рис. 4). [c.54] Количество теплоты, как и количество работы, не определяется заданием начального и конечного состояний системы, а зависит от характера соединительной кривой процесса (определяется площадью, заключенной под кривой 1—2 рассматриваемого процесса). [c.54] Знак количества теплоты зависит от направления перемещения по диаграмме. Перемещение по диаграмме вправо связано с увеличением термической координаты состояния системы — энтропии, т. е. с подводом тепла к системе. В этом случае количество теплоты является положительным. В противном случае количество теплоты имеет отрицательный знак. [c.54] При обходе контура против часовой стрелки количество отведенной теплоты превышает количество подведенной теплоты на величину ( . В итоге величина д имеет отрицательный знак (тепло д отводится от системы). [c.55] Применим теперь к рассмотренным процессам основное уравнение закона сохранения и превращения энергии, записанное применительно к термомеханической системе. [c.55] Из уравнений (II, 25) и (II, 26) следует, что площади, заключенные под кривыми, отображающими некоторый процесс 1—2 на диаграммах V — р и 5 — Т, различаются между собой строго на величину изменения внутренней энергии системы. [c.55] К такому же результату мы пришли уже раньше ( 3). Этот результат означает, что площади, ограниченные на диаграммах V—р и я — Т замкнутыми кривыми некоторого кругового процесса, всегда между собой равны. [c.55] В предыдущем разделе мы ознакомились с основными понятиями термодинамики. Однако с их помощью еще невозможно непосредственно приступить к рассмотрению термодинамической теории теплового двигателя (что представляет наибольший практический интерес) для этого мы не обладаем достаточным объемом исходных знаний. [c.56] Действительно, характер процессов, происходящих в системе, названной тепловым двигателем, зависит от свойств заполняющего ее вещества — рабочего тела. Но не любое вещество может быть с одинаковым успехом выбрано в качестве рабочего тела. [c.56] Назначение системы заключается в преобразовании теплоты в работу. Следовательно, рабочее тело должно обладать способностью реагировать на внешние тепловые воздействия значительным изменением своих размеров. Между тем способность к изменению объема у разных веществ весьма различна. Конденсированные тела (капельные жидкости и твердые тела) не могут служить рабочим телом, так как изменения их объема весьма незначительны (практически они объемоустойчивы). [c.56] Прежде чем приступить к изучению теории теплового двигателя, необходимо ознакомиться со свойствами различных реальных веществ, применяемых в качестве рабочих тел тепловых двигателей. [c.56] В настоящее время применяются два основных типа рабочих тел — газ и пар. В соответствии с этим различают двигатели газовые и двигатели паровые. [c.56] В двигателях первого типа обычно используются продукты сгорания различных топлив — твердых, жидких и газообразных. [c.56] В состав продуктов сгорания в основном входят азот, перешедший из воздуха, употребляемого обычно при сжигании топлива в качестве окислителя, углекислый газ, кислород, пары воды и другие незначительные примеси. [c.56] Вернуться к основной статье