Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
При рассмотрении движения молекул газа было указано, что молекулы находятся в постоянном хаотическом движении. Каждая молекула движется поступательно и при этом вращается следовательно, она обладает кинетической энергией поступательного и вращательного движений. Но это не вся энергия, которой обладает молекула. Атомы, образующие молекулу, совершают колебательные движения эти колебания атомов составляют энергию молекулы, называемую энергией внутримолекулярных колебаний.

ПОИСК



Внутренняя энергия газа. Работа

из "Теоретические основы теплотехники "

При рассмотрении движения молекул газа было указано, что молекулы находятся в постоянном хаотическом движении. Каждая молекула движется поступательно и при этом вращается следовательно, она обладает кинетической энергией поступательного и вращательного движений. Но это не вся энергия, которой обладает молекула. Атомы, образующие молекулу, совершают колебательные движения эти колебания атомов составляют энергию молекулы, называемую энергией внутримолекулярных колебаний. [c.55]
Наконец, если рассматривается реальный газ, то каждая молекула, помимо перечисленных уже видов энергия, обладает еще потенциальной энергией, зависящей от сил сцепления между молекулами. [c.55]
Сумма перечисленных четырех видов энерг1-[и молекулы, взятая для всех молекул, составляющих газ, определяет внутреннюю тепловую энергию газа, или, как ее просто называют, внутреннюю энергию газа. Обозначается она и для 1 кг, U для Мкг и ц.и для 1 кмоля газа. [c.55]
В 1-2 было указано, что температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа. Более подробное изучение поведения молекул газа показывает, что между поступательным и вращательным движениями имеется вполне определенная зависимост1з, вследствие чего температура газа определяет и вращател] -ное движение молекул. Третий вид энергии молекул — энергия внутримолекулярных колебаний — также определяется температурой. Таким образом, сумма перечисленных трех видов энергии молекул зависит только от т е м-пературы газа. Четвертый вид энергии — потенциальная энергия, обусловленная силами сцепления, — зависит для данного газа от того, насколько молекулы находятся близко друг к другу, т. е. от того, какой удельный объем при данной температуре занимает 1 кг газа, или, иначе, под каким давлением при данной температуре находится газ. [c.55]
Из сказанного видно, что сумма четырех составляющих энергии всех молекул реального газа, т. е. внутренняя энергия его, зависит от температуры и удельного объема или от температуры и давления. [c.56]
В технической термодинамике приходится интересоваться не абсолютным значением внутренней энергии, а лишь изменениями ее, и поэтому безразлично, какому состоянию газа приписать нулевое значение этой величины. Обычно принято это значение внутренней энергии придавать состоянию газа либо при абсолютном нуле, либо при нормальных условиях. [c.56]
Сделанное выше определение внутренней энерги1г относится к так называемым физическим изменениям состояния газа, т. е. к таким, в которых сама молекула рассматриваемого газа не претерпевает изменений. Если рассматривать процессы, в которых происходят и химические реакции, т. е. такие процессы, в которых происходят изменения состава молекулы, то к внутренней тепловой энергии пришлось бы присоединять и химическую энергию тела (или системы тел). В последние годы используются процессы, в которых происходят изменения внутри ядер атомов, образуюш,их молекулу. В этом случае в величину внутренней энергии включается ивнутриядерная энергия. [c.56]
В настоящей книге рассматриваются только физические процессы изменения состояния, поэтому псд внутренней энергией мы понимаем только сумму перечисленных выше четырех видов энергии молекул. [c.56]
Очевидно, площадь 1-2-3-4-1 на рис. 2-4, образованная кривой процесса, осью абсцисс и крайними ординатами, измеряет работу расширения в процессе 1-2. Площадь эту можно измерить особым прибором, который называется планиметром. Для ряда случаев ее можно подсчитать и математическим путем. [c.59]
В описанном случае расширения газа работа совершается против внешних сил, и поэтому ее часто называют работой. [c.59]
Чтобы вычислить полученный интеграл, нужно знать зависимость р = f v), которая определяет характер изменения давления газа при увеличении объема, т. е. то, что мы ранее называли путем процесса. [c.59]
Если бы газ перешел из состояния 1 в состояние 2 не тем путем, который представлен на рис. 2-4, а другим, зависимость изменения давления от пути была бы иной, а следовательно, и работа газа между теми же начальной и конечной точками была бы также другой. [c.59]
Тем же интегралом, как это видно из формулы (2-3), измеряется и работа газа на пути 1-2. Отсюда и вытекает установленное свойство площади под кривой процесса в диаграмме pv. [c.59]
Выведенное положение о площади под кривой процесса объясняет, почему для графических изображений процессов выбрана диаграмма с координатами р и и оно же наглядно иллюстрирует зависимость работы газа от пути процесса. Действительно, если между двумя точками (двумя o tosl-ниями) происходит ряд процессов, причем пути процессов различны, то работа газа в этих процессах различна, о чем можно судить по площадям, образуемым в диаграмме pv каждой из кривых, осью абсцисс и крайними ординатами. [c.59]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте