ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Понятие о термодинамическом процессе. Основные термодинамические функции из "Теплотехника " Термодинамическим процессом или просто процессом называют переход системы из одного состояния в другое в результате ее взаимодействия с окружающей средой. Если процесс происходит со скоростью значительно меньшей скорости релаксации, то на любом его этапе значения всех интенсивных макропараметров системы будут успевать выравниваться. Полученный процесс представит собой непрерывную последовательность бесконечно близких друг к другу равновесных состояний. Такие процессы называют кеазиста-тическими (Каратеодори, 1955) или равновесными. Равновесные процессы допускают графическое изображение в пространстве и на плоскостях параметров состояния. Равновесный процесс может идти как в направлении возрастания, так и убывания любого из параметров состояния, т.е. как в одном, так и в противоположном направлениях. При этом система каждый раз будет проходить через те же состояния, но в обратном порядке. Поэтому равновесные процессы являются обратимыми. [c.46] Обобщенная координата - параметр, который изменяется только при воздействии данного вида. Если рассматриваемое воздействие отсутствует, то изменение соответствующей обобщенной координаты равно нулю. Таким образом, изменение обобщенной координаты отражает меру воздействия рассматриваемого вида. [c.47] В случае деформационного воздействия (работа) роль обобщенной силы играет абсолютное давление, а сопряженной обобщенной координаты - объем. [c.47] Согласно этим выражениям работа I и теплота я конечного обратимого процесса 1-2 пропорциональны площадям под его изображениями соответственно в V р- и зТ- координатах (рис. 1.7). [c.48] Положительная работа совершается при расширении системы (с1 V 0). При сжатии системы (с1 V 0) работа отрицательна. [c.48] При с15 0 теплота к системе подводится, а при с15 0 отводится. [c.48] Из рис. 1.7 понятно, что работа и теплота процесса зависят от его пути. [c.48] Таким образом при течении в обратном направлении первоначальный процесс как бь[ стирается и никаких следов его не остается. [c.49] Отсутствие каких-либо остаточных изменений в системе и в окружающей среде при возвращении системы в исходное состояние является отличительным свойством обратимого процесса. [c.49] Процесс, не обладающий этим свойством, называется необратимым. Если система совершила необратимый процесс, то ее возвращение в исходное состояние требует дополнительных энергозатрат со стороны окружающей среды. Так, работа, совершенная системой в необратимом процессе, недостаточна для обратного ее перехода в начальное состояние. Согласно Планку (1858-1947) с каждым необратимым процессом система делает некоторый такой шаг вперед, следы которого ни при каких обстоятельствах не могут быть уничтожены . [c.49] Все реальные процессы вследствие трения, теплообмена при конечной разности температур и ограниченности времени их протекания необратимы. Понятие обратимого процесса возникло как результат идеализации реальных необратимых процессов. [c.49] Как будет показано ниже (см. 1.5.1), любой другой обратимый процесс можно рассматривать как последовательность большого числа чередующихся друг с другом бесконечно малых изоэнтропных и изо-термных процессов. [c.49] Если снять со стенок цилиндра и поршня тепловую изоляцию, то, повторив опыт, можно получить обратимый изотермный процесс при температуре окружающей природной среды или любой другой температуре термостата или источника теплоты, находящегося в тепловом контакте с системой. [c.50] Для осуществления произвольного обратимого процесса расширения необходимо при каждом уменьшении груза, действующего на поршень, приводить систему в контакт с новым источником теплоты, причем температура каждого последующего источника теплоты должна отличатся от температуры предыдущего на бесконечно малую величину. [c.50] Для возврата системы в исходное состояние все манипуляции проводятся в обратном порядке. [c.50] Из последнего выражения следует, что функцию состояния можно отсчитывать от любого условного уровня, называемого стандартным состоянием. [c.51] Основными функциями состояния являются внутренняя энергия и, Дж энтальпия Н, Дж энтропия 8, Дж/К. [c.51] Если необходимо учесть зависимость теплоемкости от температуры, то изменение энтальпии определяют по эмпирическим формулам или с помощью таблиц удельной (молярной) энтальпии, отсчитанной от стандартного состояния. [c.53] Для расчетов смесей идеальных газов применяют соотношения, аналогичные (1.71) и (1.72), т.е. [c.53] Вернуться к основной статье