ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия и определения из "Техническая термодинамика и теплопередача " Термодинамика изучает закономерности превращения энергии в различных процессах и связанное с этим изменение состояния физических тел. [c.5] Техническая термодинамика традиционно изучает процессы взаимных превращений теплоты и механической работы в настоящее время, однако, в технической термодинамике рассматривают и более сложные процессы. Одной из главных задач технической термодинамики является изучение условий наиболее эффективного прохождения процессов преобразования энергии. [c.5] В термодинамике используется феноменологический метод исследования, при котором не вводится никаких предположений о молекулярном строении изучаемых тел. Применяемый в других областях физики статистический метод исходит из определенной молекулярной структуры тел и использует теорию вероятностей и математическую статистику для определения свойств совокупности микрочастиц. Простейшим примером взаимодействия обоих методов является определение термодинамических величин (давление, температура) в кинетической теории газов. [c.5] Термодинамика основывается на двух основных законах. Первый закон термодинамики представляет собой приложение к тепловым процессам всеобщего закона природы — закона превращения и сохранения энергии. Второй закон термодинамики характеризует направление протекающих в природе тепловых процессов. Применяя эти законы, техническая термодинамика исследует большой круг явлений, наблюдаемых в природе и технике. При термодинамическом изучении какого-либо явления в качестве объекта исследования выделяется группа тел, единичное тело или даже отдельные его части. Такой объект изучения называется термодинамической системой. Термодинамическая система — это совокупность макроскопических тел, обменивающихся энергией между собой и с окружающей средой. [c.5] Открытой системой называется система, в которой имеется обмен вещества с другими системами. Система, в которой отсутствует обмен вещества с другими системами, называется закрытой системой. Адиабатной называется система, в которой отсутствует обмен теплотой с другими системами. В изолированной системе отсутствует обмен энергией и веществом. [c.6] Равновесным термодинамическим состоянием называется состояние тела, которое не изменяется во времени без внешнего энергетического воздействия. Параметры равновесного состояния во всей массе тела одинаковы и равны соответствующим параметрам внешней среды. В состоянии термодинамического равновесия исчезают всякие макроскопические изменения (диффузия, теплообмен, химические реакции), хотя тепловое (микроскопическое) движение молекул не прекращается. [c.6] К термодинамическим параметрам относятся физические величины, характеризующие макроскопическое состояние тел термодинамическое давление, термодинамическая (абсолютная) температура и удельный объем. [c.6] Давление численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела перпендикулярно последней. Давление измеряется в Паскалях 1 Па равен давлению силы 1 Н на площади 1 м ,т. е. 1 Па=1 Н/м . Внесистемными единицами давления являются атмосфера (1 ат=1 кГ/см ) и бар (1 бар=10 Н/м ). Давление может измеряться высотой столба жидкости, т. е. в миллиметрах ртутного или водяного столба. Соотноще-ние между единицами измерения давления 1 бар = = 105 н/м2 = 1,01972 кГ/см2 = 750,06 мм рт. ст.= 10197 мм вод. ст. 1 ат=1 кГ/см =735,6 мм рт. ст. = 10 000 мм вод. ст.=98 066 Н/м . [c.6] Абсолютная температура рабочего тела является мерой интенсивности теплового движения молекул. При тепловом равновесии двух тел, когда теплообмен между ними отсутствует, температура их одинакова. Абсолютная температура всегда положительна, а нулевое значение ее соответствует состоянию полного покоя молекул. Шкала, в которой температура отсчитывается от этого состояния, называется термодинамической шкалой Кельвина. Измеренная по этой шкале температура обозначается 7 К. В технике же принята международная стоградусная шкала — шкала Цельсия, в которой отсчет ведется от состояния тающего льда при нормальном давлении (соответствующего абсолютной температуре 7=273,15 К). Измеренная по этой шкале температура обозначается °С. Величина градуса в обеих шкалах одинакова, поэтому пересчет с одной шкалы в другую производится по формуле 7=г +273,15. [c.7] Удельный объем вещества представляет собой объем, занимаемый единицей массы вещества. Удельный объем V связан с массой тела т и его объемом V следующим соотношением о — У1т. Единицей измерения удельного объема вещества является м /кг. Плотность рабочего тела р=т1У, ее единицей измерения является кг/м . [c.7] Последовательное изменение состояния тела, происходящее в результате энергетического взаимодействия рабочего тела с окружающей средой, называется термодинамическим процессом. В термодинамическом процессе обязательно изменяется хотя бы один параметр состояния. Если процесс протекает настолько медленно, что в системе в каждый момент времени успевает устанавливаться равновесное состояние, то он называется равновесным. Процесс является неравновесным, если он протекает с конечной скоростью и вызывает появление конечных разностей давлений, температур, плотности и т. д. [c.7] Вернуться к основной статье