Превращение теплоты в механическую работу

Термодинамика представляет собой раздел теоретической физики. Она исторически возникла как раздел физического учения о превращении теплоты в механическую работу. В настоящее время термодинамический метод исследования имеет широкое применение в различных разделах физики и физической химии. [c.5]

Главное содержание термодинамики — это описание превращения теплоты в механическую работу и, обратно, превращения механической работы в теплоту. [c.5]

Объем критический 60 Однородные (гомогенные) системы 8, 65, 81 Однофазные системы 77 Осмотическое давление 103—107, 114 Пара давление ИЗ, 115—117 Парциальное давление 15 Первый закон (первое начало) термодинамики 16, 22—26, 35—37 57, 61, 70, 75. 85, 96 Плавление 63, 64, 125, 129 Правило фаз Гиббса 77, 81 Превращение теплоты в механическую работу 6, 31, 32, 36 Превращения в системах 8, 32, 36 Принцип Ле-Шателье 97 [c.136]

Практика показывает, что температура газов, выходящих из газовой турбины, всегда выше температуры воздуха, поступающего в камеру сгорания. Это позволяет совершенствовать процесс превращения теплоты в механическую работу путем передачи теплоты отработавших газов воздуху, выходящему из компрессора и поступающему в камеру сгорания. Этот теплообмен между отработавшими газами и нагнетаемым воздухом осуществляется в специальном регенераторе трубчатого или пластинчатого типа. Применение регенератора дает возможности довести эффективный КПД газотурбинной установки до 0,31 вместо 0,20—0,25 (без регенератора). [c.259]

Начиная с глубокой древности человечество стремилось также определить и возможность превращения теплоты в механическую работу. Завершающим этапом этого большого пути исканий и попыток многих исследователей является создание гениальным русским изобретателем И. И. Ползуновым в 1766 г. первой паровой машины. [c.5]

Техническая термодинамика рассматривает тепловые процессы, протекающие в тепловых двигателях и установках. Главной задачей технической термодинамики является изучение законов взаимопревращения теплоты и работы, так как современное энергетическое хозяйство главным образом основывается на превращении теплоты в механическую работу, которая переводится в электрическую энергию. [c.3]

В первоначальном виде термодинамика сложилась как учение об основах теории теплового двигателя. В настоящее время термодинамика располагает прекрасно разработанным аппаратом, применяемым в самых различных областях знаний. Изучением способов превращения теплоты в механическую работу, т. е. разработкой теории теплоэнергетических установок, занимается один из разделов термодинамики, называемый технической термодинамикой. [c.65]

Как такового, понятия холод в термодинамике нет. Холод — это просто теплота, температурный уровень которой ниже температуры окружающей среды [32]. Исторически термодинамика возникла из потребностей создания эффективных тепловых машин, т. е. таких устройств, которые служат для превращения теплоты в механическую работу. Первое теоретическое исследование работы тепловых машин было проведено Сади Карно (1796-1832 гг.), доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. [c.13]

Эффективный к. п. д. Tie учитывает все потери, сопровождающие превращение теплоты в механическую работу. [c.212]

Следовательно, техническая термодинамика изучает процессы превращения теплоты в механическую работу (и обратно) посредством рабочих тел, т. е. процессы, протекающие во всех тепловых машинах. [c.16]

Можно говорить, что в рассмотренном цикле произошло превращение теплоты в механическую работу. Такие циклы совершает рабочее тело в тепловых двигателях, а сами циклы называются циклами двигателей, или прямыми циклами. [c.100]

Первое начало термодинамики является выражением всеобщего закона сохранения энергии второе начало термодинамики справедливо только при превращении теплоты в механическую работу, действительно лишь для ограниченных (земных) условий и отнюдь не является всеобъемлющим законом для всей вселенной. [c.38]

Чтобы оценить степень совершенства процессов, составляющих различные термодинамические схемы, а также степень совершенства действительных процессов, протекающих в двигателе, рассматривают сначала термодинамические циклы, где исключены все потери, кроме неизбежной отдачи тепла холодильнику, без которой невозможно превращение теплоты в механическую работу. [c.39]

Исследованием термодинамических циклов выявляется возможность макси.мального повышения экономичности теплового двигателя, устанавливаются наиболее выгодные схемы превращения теплоты в механическую работу и определяются желательные направления развития тепловых двигателей. [c.40]

Вместе с развитием тепловых двигателей совершенствовалась и теория теплоты. В 1824 г. французский инженер С. Карно опубликовал научный трактат, в котором сформулировал важнейший закон теплотехники, определяющий условия превращения теплоты в механическую работу, предложил формулу для определения КПД идеального теплового двигателя и разработал схему работы двигателя внутреннего сгорания. [c.3]

В отношении превращения теплоты в механическую работу второй закон термодинамики устанавливает следующее условие. Для превращения теплоты в работу необходимо иметь два тела с различными температурами. Более нагретое тело является источником теплоты для получения работы, менее нагретое — теплоприемником. [c.34]

Превращение теплоты в механическую работу в тепловом двигателе происходит в процессе расширения рабочего тела. После совершения процесса расширения запас энергии в рабочем теле [c.34]

Техническая термодинамика, применяя основные законы к процессам превращения тепла в механическую работу и механической работы в теплоту, дает возможность разрабатывать теорию тепловых двигателей, исследовать процессы, протекающие в них, и позволяет выявлять их экономичность для каждого типа отдельно. [c.10]

После создания тепловых двигателей теория теплоты стала развиваться вначале как наука о превращении теплоты в механическую энергию, т. е. в форме термодинамики. Но термодинамика выясняла только теоретические возможности рабочего процесса двигателя, тогда как совершенство реального двигателя зависит от ряда физико-химических процессов, среди которых одним из главных является теплообмен. Таким образом, теория теплообмена стала совершенно необходимой для правильного понимания и совершенствования рабочего процесса тепловых двигателей. Стремление к наиболее эффективному использованию теплоты и желание увеличить надежность работы двигателя привели к появлению в силовых установках ряда дополнительных теплообменных аппаратов (регенеративные подогреватели, экономайзеры, воздушные радиаторы и т. п.). [c.242]

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]

Приведенные формулировки второго закона термодинамики подчеркивают специфичность теплоты при ее превращениях в механическую работу. Если механическая работа (а также электрическая работа, работа магнитных сил и т. п.) может быть целиком превращена в теплоту, то обратный полный переход теплоты в механическую работу невозможен аже в идеальной машине-двигателе. Часть этой теплоты [c.46]

Термодинамика выделилась в самостоятельную науку в начале XIX в., когда получили широкое применение паровые машины, работа которых основана на превращении тепловой энергии (теплоты) в механическую (работу). [c.5]

В технической термодинамике изучаемыми системами являются тела, посредством которых производится взаимное превращение теплоты и механической работы (например, газообразные продукты сгорания -в двигателях внутреннего сгорания). Часто поэтому их называют рабочими телами. [c.10]

Прп химических реакциях углеводородов топлива с кислородом воздуха можно легко использовать часть выделяющейся теплоты для превращения ее в механическую работу. [c.5]

Наблюдения над явлениями природы позволили в свое время французскому ученому Сади Карно сформулировать положения, которые затем были развиты и, представленные в виде постулата, получили название второго закона термодинамики. Этот закон в отличие от первого закона вскрывает условия и возможности превращения в тепловом двигателе теплоты в механическую работу, устанавливает направление и границы протекания термодинамических процессов, на которых строит-5 [c.67]

Например, переход работы в теплоту является самопроизвольным процессом и осуществляется полностью. В противоположность этому самопроизвольное превращение теплоты в работу не установлено. Такое превращение воз,можно только в организованном процессе и не полностью. Это нашло отражение в следующей формулировке второго закона термодинамики, предложенной М. Планком невозможно построить периодически действующую машину, результатами действия которой были бы только получение механической работы и охлаждение источника теплоты. [c.146]

Термодинамика — наука, изучающая самые разнообразные явления природы, сопровождающиеся передачей или превращениями энергии в различных физических, химических, механических и других процессах. Термодинамика как наука сложилась в середине XIX в., когда в связи с широким развитием и использованием тепловых машин возникла острая необходимость в изучении закономерностей превращения теплоты в работу, создании теории тепловых машин, используемой для проектирования двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных установок и т. д. Поэтому основное содержание термодинамики прошлого столетия — изучение свойств газов и паров, исследование циклов тепловых машин с точки зрения повышения их к. п. д. В силу этого основным методом термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. С этим этапом развития термодинамики связаны прежде всего имена ее основателей С. Карно, Б. Клапейрона, Р. Майера, Д. Джоуля, В. Томсона (Кельвина), Р. Клаузиуса, Г. И. Гесса и др. [c.4]

Газотурбинная установка (ГТУ) является одним из видов теплового двигателя. Превращение теплоты в работу осуществляется в нескольких агрегатах ГТУ следующим образом рабочее тело (газ) получают в камере сгорания путем сжигания топлива, далее газ разгоняют в сопловом аппарате, в результате осуществляется перевод теплоты в кинетическую энергию потока, далее поток газа попадает па лопатки ротора турбины, ротор начинает вращаться— происходит превращение кинетической энергии потока в механическую работу, которую можно с помощью электрогенератора перевести в электрическую энергию для потребителя. [c.136]

В МГД-генераторах энтальпия нагретого до высокой температуры газа, например газообразных продуктов сгорания топлива, преобразуется в энергию электрического тока, минуя промежуточную стадию превращения в механическую работу. Поэтому МГД-генераторы следует рассматривать как устройства для безмашинного преобразования выделяющейся при сжигании топлива теплоты в электрическую энергию. [c.585]

В своей практической деятельности человек сталкивается с различными г ро-цессами в природе и технике, связанными с превращениями одних видов энергии в другие. Как известно, энергия не исчезает и не возникает из ничего, а только переходит из одной формы в другую. В 1842 г. Р. Майер установил эквивалентность теплоты и механической работы, не зависящую от характера процесса превращения энергии. [c.14]

В технической термодинамике рассматривают частный случай общего закона сохранения и превращения энергии, устанавливающий эквивалентность между теплотой и механической работой. По этому закону теплота может превращаться в механическую работу или, наоборот, работа в теплоту в строго эквивалентных количествах. Это означает, что из данного количества, теплоты в случае ее полного превращения в работу получается строго определенное и всегда одно и то же количество работы, точно так же, как и из данного количества работы при ее полном превращении в тепло получается строго определенное и всегда одно и то же количество теплоты. [c.20]

Может возникнуть вопрос правильно ли при определении работоспособности процесса расширения использовать обратимые процессы, которые в действительности получить невозможно Здесь следует отметить, что работоспособность системы может зависеть только от параметров рабочего агента [см. уравнение (154)], причем работоспособность определяется как максимум получаемой механической работы. При таких условиях вполне правильно определять выражение работоспособности при обратимых процессах и при наивысшем к. п. д. превращения теплоты в работу. Такой [c.84]

Превращение механического движения в теплоту известно человеку с древнейших времен, но обратное превращение теплоты в механическую работу было осуществлено лишь во второй половине XVHI столетия. И хотя первые приборы для превращения теплоты в механическую работу были осуществлены еще до нашей эры, они не оказали какого-либо влияния на создание теплового двигателя. Так, например, Герон Александрийский в первом столетии до нашей эры изобрел шар, вращающийся под действием реактивных сил, созданных водяным паром, который вырывался из шара при нагревании его. [c.52]

Наблюдения за работой паровых машин показали неравноценность превращения теплоты в механическую работу и обратго. Эти наблюдения привели гениального французского инженера Сади Карно к опубликованию в 1824 г. труда Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу . В этой работе С. Карно изложил основы второго закона термодинамики, окончательно установленного в 1850 г. Клаузиусом и Томсоном. Строго систематически второй закон термодинамики был обоснован Л. Больцманом, М. Смолуховским, профессором Киевского университета Н. Н. Шиллером. [c.7]

В. магнитогидродннамических генераторах теплота преобразуется в энергию эле1стрического тока, минуя промежуточную стадию превращения теплоты в механическую работу. Поэтому магнитогидродинамические генераторы следует рассматривать как устройства для безмащинного преобразования теплоты в электрическую энергию. [c.610]

Зарождение технической термодинамики было связано с изобретением в конце XVIII в. паровой машины и изучением условий превращения теплоты в механическую работу. Основы технической термодинамики были заложены французским физиком и инженером Сади Карно (1796—1832), который первый осуществил термодинамическое исследование тепловых двигателей и указал пути повышения их экономичности. В развитие технической термодинамики огромный вклад внесли крупнейшие ученые Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц, С. Карно, Р. Клаузиус, В. Томсон (Кельвин), Л. Больцман. Их исследования обусловили установление первого и второго начал термодинамики, что создало основу для теоретического изучения и практического применения процессов превращения теплоты в работу. Помимо указзЕгных ученых в развитии термодинамики участвовали Д. И. Менделеев, Г. В. Рихман, Г. Ленц, Ф, Бошнякович, М. П. Вукалович и многие другие. [c.5]

Одна из основных задач технической терМ0ДИ1на1МИ-ки — изучение законов превращения теплоты в механическую работу. Поскольку процесс превращения тепловой энергии в механическую происходит в тепловых двигателях, термодинамический анализ происходящих процессов позволяет определить экономические показатели работы двигателей 1И обосновать инженерные методы расчета термодинамических циклов тепловых двигателей, увязав их с конструктивными характеристиками последних. [c.102]

В основу работы компрессора положены законы технической термодинамики. Название термодинамика происходит от греческих слов термос - тепло и динамика — сила. Техническая термодинамика изучает процессы превращения теплоты в механическую работу и обратно. Компрессоры сообщают газам полезную энергию (потенципльную и кинематическую), предопределяя изучение тепловой формы движения газообразных сред. [c.254]

Идеальные и реальные газы. Превращение теплоты в механическую работу в тепловых установр ах происходит при участия рабочего тела, которым является газ или пар. Газы, которые встречаются на практике, называют реальными. Молекулы эти я газов имеют конечный объем, между ними существуют силы пр ь тяжения, существенно влияющие на их параметры. Молекулы газа, заключенного в сосуд, находятся в непрерывном хаотическом движении. При этом они сталкиваются друг с другом н со стенками сосуда. Таким образом, молекулы обладают кинетической энергией хаотического движения. А так как между молекулами существуют силы сцепления, то они обладают еще и определенной потенциальной энергией взаимодействия, которая зависит от расстояния между ними. Для простоты изучения свойст. газообразного рабочего тела введено понятие — идеальный газ. [c.90]

Предмет технической термодинамики. Степень нагрс тости тела, или более широкое понятие—тепловое состояние тела, в большой мере зависит от величины внутренней или тепловой энергии, которой данное тело обладает. Тепловая энергия складывается из кинетической энергии молекул, атомов и других элементарных частиц, а также из их потенциальной энергии. Так как любой вид энергии может переходить в другой, следуя основному закону сохранения энергии, то, в частности, тепловая энергия может превращаться в механическую энергию, и обратно. Современное энергетическое хозяйство главным образом основывается на превращении теплоты в механическую работу, которая в свою очередь в стационарных установках обычно переводится в электрическую энергию ввиду удобства передачи последней на расстояние. Необходимая для этой трансформации теплота получается сжиганием того или другого топлива в топках паровых котлов или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания, т. е. путем перевода химической энергии топлива в теплоту. [c.7]

Д.1Я превращения теплоты в механическую работу необходимо иметь источник теплоты и холодильник с температурой ниже температуры источника, т. е. необходим темпершпурный перепад] [c.125]

В МГД-генератор ах теплота преобразуется в энергию электрического тока, (инуя промежуточную стадию превращения теплоты в механическую работу. Поэ-ому МГД-генераторы следует рассматривать ак устройства для безмашинного преобра-ования теплоты в электрическую энергию. [c.181]

Принципиальная несогласованность в классических оценках работоспособности тепла обнаруживается также при анализе процесса в известном опыте Джоуля (необратимое расширение газа в постоянном изолированном объеме). Указанный опыт часто трактуется как особо наглядный пример деградации тепловой энергии (переход системы от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному), которая якобы адэкватно характеризуется изменением энтропии данной системы. При анализе опыта Джоуля, например, указывается, что уменьшение в изолированной системе возможностей использования теплоты для превращения ее в механическую работу или деградация в ней энергии характеризуется ростом энтропии . Однако в данном случае тот же опыт подтверждает сохранение температуры рабочего вещества в рассматриваемом процессе. [c.74]

Однако запасы природного топлива ограничены, поэтому задача состоит в наиболее эффективном его использовании, и, в частности, в увеличении КПД процессов преобразования теплоты в электрическую энергию. В СССР построена и находится в про кышленно-оиытной эксплуатации теплоэлектростанция мощностью 25 МВт, на которой энергия природного топлива преобразуется непосредственно в электрическую, минуя принятые на турбинных электростанциях стадии превращения химической энергии природного топлива в теплоту, теплоты — в механическую работу, а последней — в электрическую энергию. Такой метод [c.5]

Термодинамикой называется наука о законах превращения одних видов энергии в другие. Она выделилась в самостоятельную дисциплину из общего круга естественных наук в начале XIX в., когда широкое применение получили паровые машины, основанные на. превращении тепловой энергии (теплоты) в механическую (работу). Название этой науки произошло от греческих слов терме — теплота и дина мне — сила, т. е. причина работы. [c.6]

Тепловой машиной называется непрерывно действующая система, осуществляющая круговой цикл, обеспечивающий превращение теплоты в работу (машина-двигатель) или передачу теплоты от холодного тела к горячему (холодильная мапшна) при затрате механической работы. [c.44]

Теплопередача является частью общего учения о теплоте, основы которого были заложены в середине XVIII в. М. В. Ломоносовым, создавшим механическую теорию теплоты и основы закона сохранения и превращения материи и энергии. В дальнейшем развитии учения о теплоте разрабатывались его общие положения. В XIX в. основное внимание уделялось вопросам превращения теплоты в работу. С развитием техники и ростом мощности отдельных агрегатов роль процессов переноса теплоты в различных тепловых устройствах и машинах возросла. Во второй половине XIX в. ученые и инженеры стали уделять процессам теплообмена значительно больше внимания. В литературе имеется много работ тех времен по вопросам распространения и переноса теплоты, некоторые из них сохранили значимость до наших дней. Именно в эти годы, например, была опубликована работа О. Рейнольдса, в которой устанавливается единство процессов переноса теплоты и количества движения, его гидродинамическая теория теплообмена (1874 г.). [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...