ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Первый закон термодинамики из "Передвижные компрессорные станции " Газ с температурой Тх оказывает на стенки цилиндра и на поверхность поршня давление р. Стенки цилиндра достаточно прочны, чтобы выдерживать давление газа, а его давление на подвижный поршень уравновешено весом поршня и груза Р. [c.42] Можно подсчитать величину силы Р, зная величину площади поршня Р. [c.42] Здесь р выражено в кгс м , Р — вж и — в м. [c.42] Таким образом, можно утверждать, что из того количества тепла С , которое было сообщено газу при нагревании его от температуры Г до 7г, на механическую работу перемещения поршня с грузом пошла часть тепла, обозначенная Q . [c.43] Легко убедиться, что меньше, чем С. На что же израсходовано остальное количество тепла, равное Q—Ql ккал Часть его затрачена на увеличение скорости хаотического движения молекул газа, т. е. непосредственно на повышение его температуры. Небольшая часть тепла израсходована на преодоление сопротивления внутренних сил взаимодействия молекул, так как расстояния между ними увеличились вследствие расширения объема, занимаемого газом. Это — работа раздвижки молекул газа, или, как ее называют в термодинамике, работа дисгрегации. [c.43] Увеличение кинетической энергии движущихся молекул и работа дисгрегации молекул газа представляют собой увеличение внутренней энергии газа, которую обычно обозначают буквой и. Если при температуре Ту внутренняя энергия газа была 1], то в результате нагревания она стала равной 7г- Разность и представляет собой то увеличение внутренней энергии газа, на которое ушла вторая часть Рг от подведенного тепла р. [c.43] Это и есть математическое выражение первого закона термодинамики, написанное для процесса, протекающего при постоянном давлении. [c.43] Отсюда становится понятной эквивалентность при взаимных превращениях различных видов энергии, в том числе механической и тепловой. В этом и заключается содержание первого закона термодинамики, который в приложении к тепловым и механическим явлениям можно формулировать так во всех тех случаях, когда исчезает некоторое количество тепловой энергии, возникает вполне определенное количество механической энергии (в виде совершенной работы) и, наоборот, при совершении работы появляется вполне определенное количество тепловой энергии. [c.43] Теплоемкость газа — величина переменная, зависящая от природных свойств газа, условий его нагревания и температуры. [c.44] То количество тепла, которое нужно затратить, чтобы какое-либо количество газа нагреть или охладить на ГС, называют удельной теплоемкостью или просто теплоемкостью газа. Обозначается теплоемкость буквой с. [c.44] В зависимости от условий нагревания и охлаждения различают теплоемкость при постоянном объеме (с ,) и теплоемкость при постоянном давлении (Ср). Для одного и того же газа эти значения различны, причем всегда Ср больше с . При нагревании газа, находящегося под постоянным давлением, как показано на рис. 16, повышается его внутренняя энергия и за счет расширения газа совершается внешняя работа. При нагревании газа в постоянном объеме работа расширения отсутствует. [c.44] Количество тепловой энергии, которое подводится к газу во время всего процесса нагревания или отводится в течение всего процесса охлаждения, называют количеством тепла или иногда внешним теплом, или просто теплотой. [c.44] В зависимости от того, к какой количественной единице отнесена теплоемкость, различают массовую и объемную теплоемкость. [c.44] Если говорят о килограмме газа, то теплоемкость называют массовой и измеряют в системе МКС в дж1кг град. [c.44] Системная единица теплоемкости мала, поэтому чаще пользуются кратной единицей измерения кдж/кг град. [c.44] Широкое распространение имеют внесистемные единицы из-мерения, основанные на ккал, и среди них внесистемная единица массовой теплоемкости ккал1кг град. [c.44] Если речь идет о нагревании 1 м газа, то теплоемкость называют объемной ее измеряют в дж/м град. Так как 1 м газа может содержать разные массы его, при пользовании объемной теплоемкостью необходимо указывать, в каких условиях находится газ, т. е. указывать его температуру и давление. Обычно эту теплоемкость относят к нормальным условиям. Для измерения объемной теплоемкости пользуются внесистемными единицами кдж1м -град и ккал м град. Объемная теплоемкость обозначается с. Относя ее к наиболее интересующим нас процессам, получают —объемную теплоемкость в процессе с постоянным объемом и с — объемную теплоемкость в про цессе с постоянным давлением. [c.44] Вернуться к основной статье