ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химическая энергия и полная энтальпия из "Основы техники ракетного полета " В предыдущей главе мы подробно рассмотрели процесс преобразования энтальпии рабочего тела в кинетическую энергию газового потока. Однако принятая расчетная схема специально была упрощена предположением о неизменном составе текущего газа. Газ воспршишался нами как некая субстанция, характеризуемая параметрами состояния и наделенная способностью самопроизвольно расширяться, безотносительно к тому, из каких веществ она состоит. [c.201] В механике сплошной среды такой подход обобщенно именуется феноменологическим. За этим, быть может, несколько тяжеловесным термином скрыт вполне определенный смысл. При феноменологическом подходе мы не вникаегл во внутренние причины, по которым сплошная среда ведет себя так, а не иначе. Нам достаточно знать, что она ведет себя именно так, хотя мы и знаем, что в других условиях (известно, каких) она будет вести себя по-иному. Из курса сопротивления материалов известно, что металлы следуют закону Гука, но мы отвлекаемся от причин, по которым модуль упругости у одних металлов больше, а у других — меньше. Если задан модуль упругости, то для решения определенного класса задач этого нам достаточно. Мы знаем, например, также, что при напряжениях, больших предела текучести, диаграмма растяжения может иметь самую различную форму в зависимости от структуры материала. Но в теории пластичности совершенно излишни сведения об этой структуре. Достаточно задать диаграмму, а затем можно путем более или менее сложных операций определить, как будет вести себя реальная конструкция, изготовленная из этого материала. [c.201] Внутренняя энергия включает в себя кинетическую энергию теплового молекулярного движения по всем степеням свободы, свойственным молекулам газовой смеси, и энергию возбуждения атомов или групп атомов внутри молекул, но не включает в себя энергию самих химических связей. [c.202] В газе постоянного химического состава, что бы мы с этим газом ни делали, — сжимали, расширяли, нагревали, — химическая энергия остается неизменной. Химическая энергия меняется только при образовании новых или разрыве старых связей, т. е. при изменении химического состава. [c.202] Эта реакция сопровождается поглощением энергии. Значит, химические связи в О2 и Нг обладают более высоким энергетическим уровнем, чем в Н2О. Когда развивается процесс диссоциации, подводимое тепло уже идет как на увеличение внутренней энергии, так и химической. Если же тепло не подводится, то смесь газов сохраняет неизменной сумму этих двух видов энергии, и увеличение химической энергии можно получить только за счет уменьшения внутренней. [c.202] ТОЛЬКО изменение потенциальной энергии, точно так же и для каждой химической реакции определяется не сама химическая энергия, а разность химических энергий полученных веществ и исходных. [c.203] Топливо имеет химическую энергию, большую, чем продукты реакций в камере сгорания, и пока скорость потока т ничтожно мала, мы можем считать, что изменение химической энергии переходит в энтальпию продуктов сгорания и равно ей. [c.203] Теперь в уравнении энергии у нас добавилось еще одно переменное слагаемое Ux. По мере продвижения потока по соплу в газах протекают химические реакции догорания и рекомбинации. При этом выделяется тепло, и химическая энергия Ux падает, как и энтальпия Я. [c.203] Полученное уравнение энергии является более общим, чем ранее выведенное (4.4), не только потому, что в нем учтено изменение еще одной важной формы энергии, но также и потому, что расширилась область его применения. Теперь мы можем в принципе проследить за преобразованием энергии рабочего тела, которое идет по пути от топливных баков до выходного сечения сопла. [c.203] Но все это —пока только в принципе. Мы еще ничего не сказали о том, как же определяется сама химическая энергия. [c.203] Вернуться к основной статье