Обратимость внутренняя

V — обратимая внутренняя энергия [c.263]

В реальных циклах теплосиловых установок имеет место необратимость двух типов необратимость, вызванная наличием трения при течении рабочего тела в элементах установки, и необратимость, обусловленная наличием конечной разности температур в процессах передачи тепла между рабочим телом и источниками тепла. Будем называть цикл внутренне обратимым, если в нем отсутствуют потери на трение при течении рабочего тела, и полностью обратимым, если наряду с этим отсутствуют необратимые потери, связанные с внешним теплообменом (обменом тепла с горячим и холодным источниками). С учетом сказанного цикл, в котором отсутствуют потери на трение при течении рабочего тела, но который осуществляется в интервале температур более узком, чем интервал температур между горячим и холодным источниками, будет обратимым внутренне, но необратимым внешне. Между [c.309]

Еых ЦИКЛОВ С обратимыми циклами Карно, осуществляемыми в том интервале, который имеет рабочее тело в этом реальном цикле. Иными словами, реальный цикл сравнивается с циклом Карно, обратимым внутренне, но необратимым внешне (см. 9-4). С позиций же анализа работоспособности системы, как показано в 9-4, сравнение реального цикла должно проводиться с внешне обратимым циклом Карно. [c.377]

Требования к полной обратимости — внутренняя и внешняя обратимость [c.134]

Поскольку доказательство этой теоремы довольно абстрактно, хотя и несложно, приведем альтернативное доказательство, позволяющее лучше выяснить физический смысл установленного соотношения. На рис. 15.5 схематически изображен рассматриваемый случай. В конечном процессе перехода между заданными состояниями 1 и 2, вначале полностью обратимом, внутренне обратимый подпроцесс перехода между бесконечно близкими промежуточными состояниями А и В системы или жидкости заменяется аналогичным, но необратимым подпроцессом I. В остальном полный процесс перехода между состояниями 1 и 2 остается обратимым. Возникающие при такой замене изменения W и Q обозначаются символом д, так что, поскольку состояния А и В фиксированны, уменьшение Wi при переходе между А и В должно быть равно увеличению локального количества тепла, отдаваемого соответствующей системой или жидкостью при переходе от А к В. Обозначая последнюю величину через (3Ql, имеем [c.258]

Обозначим через я величину, аффинно сопряженную с х. Тогда обратимая внутренняя работа будет равна nd%. Основное уравнение для плотности локальной внутренней энергии на единицу массы и, записанное в дифференциальной форме, имеет вид [c.209]

Для более сложных материалов, которые обладают некоторой степенью упругости, внутренняя энергия может обратимо запасаться вследствие деформации, и энергетическое уравнение состояния необходимо содержит кинематические независимые переменные. Очень немного известно о форме энергетического уравнения состояния для реальных упругих жидкостей, т. е. о приемлемых определяющих предположениях относительно внутренней энергии. Это положение ставит ряд проблем, которые будут подробно обсуждены в последних главах. Вообще говоря, можно установить, что механика неньютоновских жидкостей занимается преимущественно рассмотрением импульса, и в настоящее время принцип сохранения энергии может дать лишь незначительную информацию. [c.15]

С термодинамической точки зрения интерес в основном представляет вычисление работы, произведенной при обратимом процессе. Для жидких и твердых систем произведенная работа обычно незначительна, так как объем таких систем почти не зависит от приложенного внешнего давления. Чтобы вычислить интеграл уравнения (1-4) для газовых систем, необходимо знать соотношение между давлением и объемом. В обратимом процессе разница между давлением внутри системы и внешним давлением практически равна нулю и внутреннее давление может быть заменено внешним. [c.42]

Согласно первому закону термодинамики, замкнутая система может испытывать изменение внутренней энергии только в результате обмена теплотой и работой с окружающей средой. Так как для этой системы изменение объема указывает на передачу энергии в форме работы, то второе слагаемое уравнения (4-33) можно отождествить с работой, обратимо выполненной системой. Ограничение в виде обратимости необходимо, так как коэффициент при dv представляет собой свойство системы, а именно — давление системы [c.131]

Отождествление теплоты, сообщенной системе во время обратимого процесса, с Tdk In W дает наглядное представление о превращении теплоты во внутреннюю энергию. Так как W определяется числом частиц на каждом энергетическом уровне, величина W может быть изменена перемещением частиц с одного уровня на другой. Следовательно, добавление теплоты системе уве- [c.131]

Для того чтобы полностью восстановить первоначальные условия, над системой должна быть выполнена обратимо дополнительная работа Wq. Так как эта дополнительная работа должна быть выполнена при условии постоянства внутренней энергии, эквивалентное количество теплоты должно быть обратимо передано теплоприемнику при температуре Т . Это приведет к изменению [c.204]

Соотношение (1.3) справедливо для обратимого цикла Карно и не зависит от совершаемой работы Таким образом, термодинамическая температура обладает тем свойством, что отношения величин Т определяются характеристиками обратимой тепловой машины и не зависят от рабочего вещества. Для окончательного определения величины термодинамической температуры необходимо приписать некоторой произвольной точке определенное численное значение. Это будет сделано ниже. Одним из простейших рабочих веществ может служить идеальный газ, т. е. газ, для которого и произведение РУ, и внутренняя энергия при постоянной температуре не зависят от давления. Следующим шагом будет доказательство того, что температура, удовлетворяющая соотношению (1.3), на самом деле пропорциональна температуре, определяемой законами идеального газа. [c.17]

Выведенные выше формулы скорости истечения и секундного расхода газа справедливы только для обратимого процесса истечения, так как не учитывают силы трения рабочего тела о стенки канала и внутреннее тренне между струйками потока из-за различия скоростей по сечению канала. [c.212]

Анализ такого цикла с точки зрения теории тепловых процессов невозможен, а поэтому термодинамика исследует не реальные процессы двигателей внутреннего сгорания, а идеальные, обратимые циклы. В качестве рабочего тела принимают идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Цилиндр заполнен постоянным количеством рабочего тела. Разность температур между источником теплоты и рабочим телом бесконечно малая. Подвод теплоты к рабочему телу осуществляется от внешних источников теплоты, а не за счет сжигания топлива. То же необходимо сказать и об отводе теплоты. [c.262]

Первое слагаемое представляет обычную обратимую работу сжатия материала фазы, а второе — диссипируемую энергию в г-й фазе из-за внутренних вязких сил, проявляющихся как за счет градиентов в поле скоростей Г , так и за счет взаимодействия с другой фазой. Так как непосредственное определение истинного тензора скоростей деформации в рассматриваемом случае является затруднительным, следует попытаться описать диссипируемую энергию в фазе с помощью используемых средних макроскопических параметров и воспользоваться некоторыми допущениями, вытекающими из анализа движения включений в несущем потоке среды и анализа уравнения баланса внутренней энергии фазы [c.37]

Последние слагаемые в этих уравнениях соответствуют, как видно, изменению внутренней энергии, или гипотетической обратимой работе переноса зарядов бе , в фазы а, р из пространства с нулевыми величинами потенциалов, но без переноса вещества и при постоянных объемах и энтропиях фаз. [c.148]

Из первого закона термодинамики следует, что система, совершающая работу в условиях адиабатической изоляции, должна охлаждаться, поскольку такая работа производится за счет внутренней энергии системы. Так, при обратимом адиабатическом расширении системы согласно (5.22) и (6.52) изменение температуры [c.162]

Бесконечно малое изменение di внутренней энергии равно разности полученного данной единицей объема тела количества тепла и произведенной силами внутренних напряжений работы dR. Количество тепла равно при обратимом процессе TdS, где Т — температура. Таким образом, Т dS—dR взяв dR ИЗ (3,1), получим [c.20]

Явление затемнения среды. Это нелинейно-оптическое явление, предполагающее обратимое затемнение первоначально прозрачной среды при облучении ее интенсивным светом, представляет собой не что иное, как многофотонный внутренний фотоэффект. Рассмотрим это явление в приложении к практически важной задаче — растягиванию во времени лазерного импульса. Существуют способы, позволяющие получать лазерные импульсы длительностью, например, 10 с ( гигантские импульсы ). Однако для некоторых задач нужны более длительные импульсы — длительностью 10 —10 с. В подобных случаях можно использовать лазер, генерирующий гигантские импульсы , но при этом принять меры для растягивания таких импульсов во времени (надо реализовать отрицательную обратную связь). [c.230]

Термодинамика систем с отрицательными температурами изложена в гл. 7. Из этой главы можно заключить, что все вышеприведенные утверждения о системах с отрицательными температурами ошибочны. Спиновые состояния с отрицательными температурами — это равновесные состояния, и поэтому к ним применимо термодинамическое понятие температуры. Состояния эти являются устойчивыми, но в отличие от обычных систем их устойчивость характеризуется не минимумом внутренней энергии и энергии Гиббса, а максимумом этих функций (см. 34). Что касается того, что системы с отрицательной температурой остынут при контакте с телами, имеюш ими положительную температуру, то тело с /=10 С тоже остынет при контакте с термостатом, имеющим температуру / = 5° С, однако это не означает, что первоначальное состояние тела было неравновесным и неустойчивым. Теплый воздух в закрытой комнате зимой тоже остынет через характерное время теплопередачи через стены, хотя состояние воздуха все время равновесно и устойчиво. Состояния с отрицательной температурой нельзя представлять себе как состояния водного раствора соли в стакане в первые секунды после его переворачивания вверх дном, когда плотность раствора вверху больше, чем внизу, и система имеет избыток механической энергии, переходящей со временем в энергию теплового движения. При отрицательной температуре (см. 33) в системе могут быть проведены различные обратимые процессы, чего принципиально нельзя было бы сделать при неравновесном состоянии системы. [c.174]

Рассмотрим обратимый элемент, в котором при пропускании тока в противоположном направлении происходят обратные химические реакции (например, элемент Даниэля). При малых токах джоулева теплота, пропорциональная квадрату силы тока, есть величина второго порядка малости и поэтому процесс протекания тока в элементе можно считать термодинамически обратимым. Работа элемента при прохождении через него заряда е равна ei. Уменьшение внутренней энергии равно тепловому эффекту реакции при постоянном атмосферном давлении Q , и уравнение (10.2) дает eS = Qp + Te dS dT)p и [c.179]

При изучении тепловых машин большое значение имеют круговые процессы, или циклы. Циклами называются замкнутые термодинамические процессы, в ходе которых рабочее тело, пройд,я целый ряд состояний, возвращается в первоначальное. Цикл, состоящий из обратимых процессов, называется обратимым циклом. Если один из процессов, входящий в цикл, необратим, то цикл называется необратимым. Так как в результате совершения цикла газ приходит в начальное состояние, то изменение внутренней энергии за цикл равно нулю AU = 0. [c.49]

Свойство энтропии возрастать в необратимых процессах, да и сама необратимость находятся в противоречии с обратимостью всех механических движений и поэтому физический смысл энтропии не столь очевиден, как, например, физический смысл внутренней энергии. Максимальное значение энтропии замкнутой системы достигается тогда, когда система приходит в состояние термодинамического равновесия. Такая количественная формулировка второго закона термодинамики дана Клаузиусом, а ее молекулярно-кинетическое истолкование Больцманом, который ввел в теорию теплоты статистические представления, основанные на том, что необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. [c.76]

Таким образом, конечное состояние тела при адиабатическом расширении в пустоту характеризуется объемом [> VI и внутренней энергией О2, равной и . К этому состоянию тело может быть приведено также обратимым путем, например, обратимым расширением при неизменном значении 7 для этого необходимо согласно первому началу термодинамики подводить в каждой точке процесса к телу количество теплоты dQ = р(1У. [c.62]

Изменение энтропии системы dS = dSj + dS2, где dSj и dS — соответственно изменения энтропии первого и второго тела, определяемые в предположении, что каждое из тел меняет свое состояние обратимо (внутреннее температурное равновесие — внутренняя обратимость), хотя процесс взаимодействия между этими телами необратим (нестатичность теплопередачи — внешняя необратимость) [c.123]

Мы будем использовать термин конформации . Этим термином в отечественной литературе принято обозначать различные конфигурации отдельной молекулы, отличающиеся друг от друга не порядком располол<енпя атомов, а только свероттостью, достигаемой за счет обратимых внутренних вращений. ([1рим. перев.) [c.114]

Для полностью обратимых процессов в замкнутой системе одна часть изменения внутренней энергии, представленная полезной работой и работой, выполненной против атмосферного давления Poi o — способна совершить работу над окружающей средой, в то время как другая часть, представленная произведением ГдД5, переходит в виде теплоты к теплоприемнику и полностью непригодна для совершения работы любого вида. Поэтому произведение Tf,AS иногда называют рассеянной энергией . [c.203]

Характеристическими или термодинамическими функциями называют такие функции состояния системы, при помощи которых можно наиболее просто определить термодинамические свойства системы, а также находить условия равновесия в ней. К этим функциям принадлежат внутренняя энергия и, энтальпия /, энтропия 5, изо-хорный потенциал Р и изобарный потенциал I. Наиболее удобными для характеристики химических процессов являются последние две функции. Убыль этих функций в обратимых изохорно-изотермических и изобарно-изотермических реакциях позволяет определить максимальную работу этих реакций, являющуюся мерой химического сродства. [c.300]

О Это утверждение можно аргументировать и не входя в детали преобразования внутренней энергии в работу. Почему при Ш = АО неравновесная система нагреватель+холодильннк не может произвести работу Потому что ее внутренняя энергия в процессе установления равновесия остается неизменной все тепло от нагревателя переходит к холодильнику. Ясно поэтому, что работа будет тем больше, чем меньше будет энергия системы тело+среда в конце процесса установления за счет этого уменьшения энергии и совершается работа. Но конечное состояние этой теплоизолированной системы является равновесным и характеризуется определенным значением объема. Поэтому ее анергия будет тем меньше, чем меньше будет ее энтропия в силу определения (4.1) и ввиду положительности температуры производная (ди/дS)v > о, и это означает, что при неизменном объеме энергия растет с увеличением энтропии и уменьшается при ее уменьшении. Но энтропия теплоизолированной системы не может убывать. В лучШем случае, при обратимости процесса, она будет оставаться неизменной. Это и есть условие получения максимальной работы при этом конечная энергия системы будет минимально возможной. [c.113]

Левая стенка А праного сосуда проницаема только для первого газа, правая стенка левого сосуда только для второго. Когда сосуды сдвинуты, в них находится смесь обоих газов. При раздвижении сосудов в части I давление pi, в части 1 + 2 давление Pi+Рг и в части 2 давление pj- На левую и правую стенки левого сосуда действует давление р . Следовательно, на весь левый сосуд действует сила, равная нулю, и поэтому работа при перемещении сосуда также равна нулю. Количество теплоты Sg = dL - -5 получаемое при этом от термос1ага, тоже равно нулю, поскольку внутренняя энергия идеального газа при постоянной темпера уре не зависит от объема и 5И =(). Смешение газов одинаковой температуры, проведенное подобным образом, также будет обратимым, но при этом объем смеси и объем каждой компоненты смеси до смешения и после смешения один и тот же. [c.313]

Скорость звука представляет собой скорость распространения бесконечно малых возмущений в сплошной среде и зависит от упругих свойств и плотности среды. Так как в звуковой волне практически нет теплообмена между той частью, через которую проходит звуковая волна, и другими частями газа, то изменение состояния его осуществляется без подвода или отвода теплоты — адиабатно. Вследствие малости изменений состояния газа в волнах разре>кения и сжатия действие внутреннего трения очень мало, и распространение звука можно рассматривать как обратимый адиабатный — изо-энтропный процесс (s = onst). [c.133]

При таких предпосылках можно считать, что двигатели внутреннего сгорания работают по обратимым термодинамическим циклам Термодинамическое исследование дает возможность определн ь принципы работы двигателей, параметры газа в характерных точь ах цикла, термический к. п. д. и работу цикла. Термодинамические иссле дования циклов, как правило, сопровождаются графическим изобра жением их на р — и и Т — s-диаграммах. [c.153]

Уравнение (2.51) было выведено ранее для обратимых процессов. В действительности оно может быть распространено и на некоторые необратимые процессы, например, на процессы, происходящие не бесконечно медленно, но с некоторой конечной скоростью, если только учитывать диссипацию энергии движения, т. е. изменение энтропии при изменении состояния системы в результате действия сил внутреннего трения, теплопроводности и диффузии (подробнее об >том см. гл. 10). Е1следствие этого, и при условии, что и, 1, 8, Т, А/, йу имеют вполне определенные значения при рассматриваемых необратимых процессах, термодинамическое тождество (2.73) может применяться и к необратимым процессам, если только степень необратимости их не очень велика (при этом давление р надо заменить на р ). [c.73]

В распространяющейся звуковой волне процессы сжатия и расширения происходят настолько быстро, что теплообмен между той частью тела, через которую проходит звуковая волна, и другими его частями практически не успевает произойти, п поэтому изменение состояния тела при прохождении через него звуковой нолны осуществляется без подвода или отвода тепла, т. е. адиабатически. Так как вследствие малости изменений состояния действие внутреннего трения также оказывас. тся исчезающе малым, то звуковые колебания можно рассматривать как обратимый адиабатический или изоэнтропический процесс независимо от того, как меняется состояние всего тела в целом. [c.77]

Обратимое изменение состояния сложной изолированной системы означает следующее. Изолированная система состоит в самом общем случае из отдельных, отличающихся друг от друга частей (например, по температуре, давлению, составу и т. д.), которые в общем случае могут быть даже не связаны между собой. Энтропия, внутренняя энергия и объем системы в целом равны соответственно сумме энтропий, внутренних энергий и объемов, составляющих систему частей. Когда температура, давление, состав или какие-либо другие свойства разных частей системы различны, то состояние системы не является, естественно, состоянием полного термодинамического равновесия и должно поддерживаться действием различных регуляторов адиабатических перегородок, жестких стенок, полупроницаемых перегородок н т. п. Если действие регуляторов осуществляется достаточно медленно, т. е. квазистатически, так чтобы в любой момент времени каждая из частей системы находилась в локальном равновесии, а общая энтропия и объем системы сохраняли неизменные значения, то состояние системы будет изменяться обратимым образом. [c.98]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...