Изменения состояний изотермические обратимые

При перекачивании перегретых паров трубопроводы самым тщательным образом изолируют, и их тепловые потери незначительны, но все же характер изменения состояния перегретого пара в результате устранения теплообмена между потоком и наружной средой уже не является изотермическим. Не будет он и строго адиабатическим— даже в хорошо изолированной трубе условия будут отличаться от условий при обратимом адиабатическом изменении объема, так как турбулентность, возникающая при движении, переходит частично в тепло, которое изменяет уравнение энергии (энергия, переходящая в потери, возвращается в виде механической энергии). Таким образом, с одной стороны, температура пара имеет тенденцию к снижению по длине трубопровода в результате расширения пара, с другой стороны, — к возрастанию вследствие поступления тепла от потерь напора. В результате режим движения находится между изотермическим и адиабатическим. Поскольку температура пара меняется по длине паропровода, меняются также динамическая вязкость р, число Рейнольдса и в общем случае коэффициент гидравлического трения X. Однако вследствие значительных скоростей движения пара в паропроводах (десятки метров в 1 с) сопротивление относится чаще всего к квадратичной области, где X от Не не зависит. [c.295]

Всякий конечный обратимый процесс изменения состояния любого тела можно рассматривать как совокупность бесконечно большого числа бесконечно малых обратимых изотермических и адиабатических ироцессов (или участков), чередующихся один с другим (рис. 1.17). [c.51]

Разложение произвольного бесконечно малого процесса на изотермический и адиабатический бесконечно малые процессы является эффективным приемом в термодинамике. В частности, таким образом можно определить характер протекания линий процесса в зависимости от знака полученной телом теплоты. Пусть имеется тело, начальное состояние которого соответствует точке I в координатах р—v (рис. 1.18). Проведем через точку 1 линию аЬ (адиабату), соответствующую обратимому адиабатическому процессу. При изменении состояния вдоль адиабаты аЬ количество полученной телом теплоты dQ = = 0. Если состояние тела изменяется обратимым образом от точки 1 до точки 2, расположенной под обратимой адиабатой, то тело отдает теплоту, т. е. <0- [c.52]

Наоборот, на всех изотермических участках линии 1—3, идущей вверх от адиабаты, справедливо неравенство AQ > О, так как в данном случае происходит расширение. Поэтому для всего процесса в целом Q > 0. Таким образом, обратимый процесс изменения состояния тела сопровождается поглощением теплоты, если линия про- [c.52]

Обратимый изотермический процесс изменения состояния какого-либо тела, например изотермическое расширение находящегося в цилиндре под поршнем газа, можно осуществить, если имеется достаточно мощный источник тепла с данной температурой. Тогда, создав тепловой контакт между рассматриваемым телом и источником тепла, можно-обеспечить непрерывный подвод тепла от источника к телу в течение всего процесса и тем самым поддерживать температуру тела на одном и том же постоянном уровне. [c.158]

Энтропия. В термодинамике процессы разделяют на обрати.мые и необратимые. К числу обратимых относятся изотермические и адиабатические изменения состояния идеального газа. Однако идеально обратимые процессы на практике неосуществимы. Все процессы, сопровождающиеся трением, теплообменом, диффузией [c.160]

Это уравнение раскрывает физический смысл свободной энергии при изотермическом изменении состояния работа рйУ, произведенная системой в обратимом процессе, равна уменьшению свободной энергии для необратимого процесса совершенная работа меньше уменьщения свободной энергии. Таким образом, свободная энергия есть мера максимальной величины работы, которую система может произвести в изотермических условиях. [c.100]

Обратимый изотермический процесс изменения состояния какого-либо тела, например изотермическое расширение находящегося в цилиндре под поршнем газа, можно осуществить, если имеется достаточно большой источник тепла данной температуры. Тогда, создав тепловой контакт между рабочим телом (например, находящимся в цилиндре газом) и источником тепла, мы сможем обеспечить непрерывный подвод тепла от источника к цилиндру с газом в течение всего времени расширения газа [c.38]

Чтобы убедиться в правильности этого утверждения, рассмотрим круговой изотермический процесс изменения состояния какой-либо термически однородной системы, в которой поддержание постоянной температуры системы осуществляется за счет источника тепла данной температуры. Та как работа системы при круговом процессе равна количеству полученного тепла, то если эта работа положительна, она должна быть произведена за счет охлаждения только единственного источника тепла, что согласно второму началу термодинамики невозможно следовательно, эта работа или равна нулю, или отрицательна. В обратимом процессе работа должна быть обязательно равна нулю, так как если бы она была отрицательной, то при перемене направления процесса (что вследствие обратимости процесса всегда возможно) работа стала бы положительной, что противоречит второму началу термодинамики. Для необратимых процессов работа имеет отрицательный знак, т. е. затрачивается. [c.51]

Чтобы выяснить физический смысл свободной энергии, рассмотрим обратимый изотермический процесс изменения состояния тела. В этом случае dt= 0 и из уравнения (5-9) следует, что [c.92]

Из этого следует, что знак равенства в уравнении (5-20) относится только к гетерогенным системам, состоящим из нескольких фаз. Следовательно, при обратимом изотермически-изобарическом процессе изменения состояния гетерогенной системы максимальная полезная работа Ь акс системы, производимая телом над внешним объектом работы, будет согласно уравнению (5-20) равна [c.95]

В параграфе 4. 6 дано определение обратимых и необратимых процессов и коротко охарактеризованы основные термодинамические процессы изменения состояния газа, к которым относятся изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный. [c.87]

Мы охарактеризовали упругое тело функцией Е, обладающей указанным выше свойством. Можно задать вопрос, существует ли в действительности такая функция На этот вопрос можно легко ответить (утвердительно) в двух простых физических случаях, когда изменение состояния от недеформированного состояния 5 к деформированному состоянию 15 является обратимым и будет либо адиабатическим, либо изотермическим ). Сравнивая уравнения (10.11) и (10.12) и используя симметрию тензора найдем, что [c.30]

Наибольший коэффициент полезного действия может быть получен машиной, работающей по идеальному циклу Карно, состоящему из двух изотермических АВ н СО и двух адиабатических ВС и >Л обратимых изменений состояния (рнс. П.1). [c.44]

Какое бы то ин было изменение состояния системы может происходить только, если имеется хотя бы небольшое отклонение от равновесия. Изменение называется обратимым, если процесс происходит таким образом, что в каждый момент отклонение от истинного равновесия очень незначительно, и можно считать, что на каждой стадии достигается состояние равновесия. Рассмотрим, например, расширение идеального газа от объема Ух до V 2. Мы можем считать, что это расширение происходит обратимым путем, если оно протекает достаточно медленно, преодолевая внешнее давление. В этом случае газ будет совершать работу против сил внешнего давления, и если изменение происходит адиабатически, температура газа будет падать если же изменение происходит изотермически, газ будет поглощать энергию из окружающей среды. Рассмотрим теперь другую возможность. Пусть газ содержится в замкнутом сосуде, объем которого равен V I, и этот сосуд трубкой соединен с краном эвакуированного сосуда, объем которого равен Уг—V]. Если открыть крал, газ будет переходить в пустой сосуд до тех пор, пока не распределится равномерно по всему объему У2. Этот процесс необратим, и равновесие не достигается при протекании этого процесса ни на какой стадии. [c.197]

Рабочее тело (1 кг газа) находится в цилиндре под поршнем. Стенки полностью теплоизолируют цилиндр, что обеспечивает возможность осуществления адиабатного процесса изменения состояния газа. Однако в случае необходимости газ может приходить в соприкосновение с двумя источниками теплоты, имеющими температуру Ti и Га. Начальное состояние газа в pv- и Гз-диаграммах характеризуется точкой 1, соответствующей крайнему верхнему положению поршня в цилиндре (ВМТ). От этой точки Карно предложил осуществлять изотермический процесс расширения /—2, но так как этот процесс может протекать лишь при подводе теплоты к газу, то на участке 1—2 рабочее тело приходит в соприкосновение с горячим источником, имеющим температуру Т , и получает от него количество теплоты q . Естественно, что для обратимого процесса и температура газа в этом процессе будет так е Д. [c.53]

Q для обратимого изотермического расширения 1 моля идеального газа от 10 до 1 атм равна In 10, а A5g — R 1пЮ. Соответствующее изменение 1п Wg между начальным и конечным состояниями будет [c.195]

Теплота может быть полностью превращена в работу при непериодическом процессе при периодическом процессе, она может быть превращена в работу только частично. Непрерывное превращение теплоты в работу требует применения циклических процессов с периодическим возвращением к первоначальному состоянию. Для того чтобы получить максимальное превращение теплоты в работу, все стадии в цикле должны быть обратимы. Простейшим возможным циклом считается тот, в котором количество теплоты поглощается обратимо из единственного источника при температуре Ti. При этом теплота частично превращается в работу, а частично передается обратимо единственному теплоприемнику при температуре Та, которая обязательно должна быть меньше температуры Т . Стадии изотермического переноса теплоты могут состоять из расширения или сжатия газа при постоянной температуре с помощью сдвига фазового равновесия системы, когда температура и давление остаются постоянными, или сдвига химического равновесия газовой системы путем изменения давления [c.196]

Нетрудно убедиться, что убыль этой функции, т. е. разность Г — Г численно равна максимальной работе изменения объема, совершаемой телом при обратимом изотермическом переходе из начального состояния 1 в конечное состояние 2. Действительно, согласно первому началу термодинамики [c.97]

Чтобы установить уравнение обратимого изотермического процесса, т. е. найти связь между изменением объема и давления тела, нужно в уравнение состояния тела подставить заданную температуру Т. Таким образом, уравнение обратимого изотермического процесса имеет вид [c.165]

Изменение энтропии при изотермическом дросселировании согласно сказанному ранее в 5.1 может быть найдено из рассмотрения воображаемого обратимого, например изотермического (поскольку температура тела при изотермическом дросселировании не меняется), перехода из начального состояния / в конечное состояние 2 и составит [c.166]

Предположим, что какой-либо сосуд разделен на две равные части перегородкой, с одной стороны которой помещен I кг газа, а с другой стороны — абсолютная пустота. Если удалить перегородку, то молекулы газа равномерно распределятся по всему объему сосуда. На основании уравнения 1(1-4) можно утверждать, что температура газа остается при этом неизменной. Так как энтропия является параметром состояния, изменение ее в рассматриваемом процессе будет таким же, каким оно было бы при обратимом изотермическом расширении газа до двойного объема, т. е. [c.81]

Учитывая, что единственным располагаемым источником тепла в данной системе является окружающая среда, обратимый переход рабочего тела из начального состояния в конечное возможен лишь при том условии, что любое изменение температуры осуществляется адиабат-но, а какой бы то ни было теплообмен происходит только изотермически при температуре Tq. [c.146]

Как мы уже указывали, автор в ряде случаев избегает строгого подхода к тем или иным термодинамическим понятиям. Например, по сути дела он не провел различия между понятиями равновесный и обратимый (процессы). Как известно, про--цесс является равновесным (квазистатическим), если он состоит из непрерывной совокупности равновесных состояний системы. Обратимый же процесс — это такой процесс с рассматриваемой системой, выполнив который она может вернуться в исходное состояние без изменений в ней самой и в системах, внешних по отношению к ней. В подавляющем большинстве случаев равновесные процессы являются обратимыми, однако можно привести пример, когда равновесный процесс не является обратимым. В описании политропных процессов автор отошел от общепринятого понимания понятия политропный процесс . В отличие от принятого в советской термодинамической литературе автор определяет политропный процесс как такой процесс с идеальным газом, который удовлетворяет условию pv = onst, в котором величина о лежит между единицей и величиной отношения pj . Поэтому изотермический, адиабатный и многие другие процессы не являются, по мнению автора, политропными. В указанном ограничении величины о и состоит отличие понимания политроп-ного процесса автором от принятого советскими термодинамиками. [c.24]

Состояние смеси в начальный момент характеризуется неравновесными парциальными давлениями Рс, Рв, Рс, Ро, причем реакция идет слева направо, т. е. с преобразованием веществ Л и В в вещества С и D, при этом парциальные давления Р,, и Рц уменьшаются, а Рс и Рц увеличиваются. При достижении равновесия все парциальные давления делаются равновесными и равными Ра, Рв, Рс, Ро- Так как по условию реакция протекала обратимо, а Т = onst, то работа, произведенная всей системой, максимальна. Изменение изобарно-изотермического потенциала системы в ходе этой реакции определяется равенством [c.217]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью некоторая доля этой теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым в результате действия теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой как обратимый, так и необратимый круговые процессы превращения теплоты в работу. Этот относящийся к круговым процессам результат выражают еще следующим образом превращение теплоты в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Подчеркнем, что сказанное относится к круговым процессам среди незамкнутых процессов с одним источником теплоты могут быть такие, в которых сообщенная телу теплота превращается в работу полностью. oшлe [ я в связи с этим на следующее высказывание Зоммерфельда .. . Планк приводит сам собой напрашивающийся пример полного превращения тепла в работу, а именно изотермическое расширение идеального газа с подведением тепла от источника с высокой температурой при полном использовании давления газа для совершения работы. В этом процессе энергия не будет обесцениваться , а наоборот, будет становиться ценнее (тепло полностью превращается в работу) . [c.47]

Обратимый изотермический процесс. Обратимый изотермический процесс изменения состояния какого-либо тела, например изотермическое расширение находящегося в цилиндре под поршнем газа, можно осуществить путем квазистатического перемещения порщня при постоянном тепловом контакте между содержащим газ цилиндром и источником теплоты данной температуры. В результате состояние газа будет изменяться квазистатически, т. е. практически обратимо, причем температура газа будет за счет подвода теплоты от источника поддерживаться на одном и том же постоянном уровне (равной температуре источника теплоты). [c.165]

Следствие 1. При круговом изотермическом процессе, совершаемом системой обратимым образом, общее количество тепла Q, полученного системой, и произведенная ею работа U (и L) равняются нулю в случае необратимого процесса Q<0 и L<0. Чтобы убедиться в правильности этого утверждения, рассмотрим круговой изотермический процесс изменения состояния какой-либо термически однородной системы, в которой поддержание постоянной температуры осуществляется с помощью единственного источника тепла. Так как согласно первому началу работа системы при круговом иооцессе L = = dL равна количеству полученного ею тепла Q= dQ, то если [c.57]

Энтропия. В термодинамике процессы разделяют на обратимые и необратимые. К числу обратимых относятся изотермические и адиабатические изменения состояния идеального газа. Однако идеально обратимые процессы на практике неосуществимы. Все процессы, сопровождающиеся трением, теплообменом, диффузией и т.п. не могут бьггь полностью проведены в обратом направлении. Статистическая физика связывает эту необратимость с переходом системы от менее вероятного к более вероятному распределению элементов, образующих систему. В качестве примера можно рассмотреть процесс смешения двух газов, разделенных вначале в некотором сосуде перегородкой, после того как перегородка будет удалена. Другим примером может служить выравнивание температур нескольких соприкасающихся тел, имевших вначале различные температуры. [c.197]

Уменьшение Ч является не только выражением максимума работы, которая может быть трои зведена системой при изотермическом изменении от состояния 1 до состояния 2, оно также равно максимальной работе, которую может произвести система при изменении от состояния 1 до состояния 2 при условии, что не используется никакого другого теплового источника, (Кроме окружающей среды с лостоянной температурой. Если бы 1было установлено, что при изменении состояния от 1 до 2 система. производит работу, большую, нежели уменьшение F, то такой процесс мог бы быть частью цикла, другой частью которого будет обратимый изотермический процесс от состояния 2 до состояния 1. Такой обратимый процесс будет потреблять количество работы, равное ( Г —xpj), а прямой процесс будет производить, по предположению, больше этого количества. Поэтому в итоге работа могла бы непрерывно производиться исключительно за счет тепла окружающей среды. [c.128]

Чтобы установить понятие энТ(ропии, рассмотрим прежде всего приведенное тепло. Приведенным количеством тепла называют отношение -у количества тепла, полученного или отданного телом, к абсолютной температуре обратимого изотермического процесса изменения состояния тела. У и знаки одинаковы, поскольку Т >0°К. [c.128]

Механическое и тепловое состояния среды в данный момент полностью описываются распределением деформаций 8г и температуры Г. Отсюда следует, что процесс изотермического изменения состояния является упруго и термодинамически обратихмым. С другой стороны, в рассматриваемых явлениях, происходящих с изменением температуры, имеют место два взаимосвязанных процесса — обратимый упругий и необратимый термодинамический. Последний вызван самопроизвольным и, следовательно, необратимым процессом переноса тепла посредством теплопроводности. Поэтому термоупругие возмущения не могут быть описаны в рамках классической термодинамики, справедливой для равновесных состояний. Здесь необходимо использовать соотношения термодинамики необратимых процессов [c.11]

Если изменение состояния происходит изотермически, т. е. таким образом, что температура каждого элемента тела остается постоянной, то функция 1Р, удовлетворяющая уравнениям (9), также существует. Для доказательства воспользуемся вторым законом тормодинамики в той его форме, согласно которой во всяком обратимом процессе, не сопровождающемся изменением температуры, сумма элементов ЬQ исчезает Сумма элементов Ьи, а значит, и сумма элементов [c.106]

Приведенные формулы позволяют показать, как рассмотренные ранее частные случаи изменения состояния газа изображаются в 7 5-диаграмме (рис. 1-16). Так, изохориче-ский процесс с подводом тепла согласно уравнению (1-68) протекает по логарифмической кривой 1-2, а с отводом тепла — по 1-2 -, изобарический процесс расширения [формула (1-69)] —по кривой 1-3 (с подводом тепла), сжатия — по кривой 1-3 (с отводом тепла) изотермическое расширение —по 1-4 (с подводом, тепла), изотермическое сжатие — по 1-4 (с отводом тепла) адиабатное расширение — ао 1-5 адиабатное сжатие — по 1-5 [формула (1-70)]. Надо обратить внимание на то, что все обратимые процессы с подводом тепла [c.28]

Так как температура тела при изотермическом дросселировании [е изменяется, то изменение энтропии при изотермическом дросселироваиин может быть найдено из рассмотрения воображаемого обратимого, например изотермического, перехода пз начального состоя гтя / в конечное состояние 2, т. е. [c.299]

Определим максимальную работу. При этом необходимо учесть, что не вся работа изменения объема может быть использована, так как часть ее совершается против давления окружающей среды. Необходимо подсчитать, следовательно, полезную работу которая для элементарного обратимого процесса равна с11 = = йр—Шг (см. 5) или с учетом выражения (3.55) (Ип = Т(15—с11г. Обратимый переход системы из произвольного начального состояния в состояние равновесия с окружающей средой можно совершить двумя процессами обратимым адиабатным расширением (сжатием) до температуры Го и последующим изотермическим отводом (подводом) теплоты при бесконечно малой разности температур Г—Го-> 0 равновесность второго процесса очевидна, в первом же процессе имеет место конечная разность давлений р—ро- Для снятия этого ограничения необходимо соединить с расширяющейся системой устройство, воспринимающее полезную работу, например груз переменной массы (рис. 3.10). В началь- [c.78]

ЦЕНТР тяжести—точка, неизменно связанная с твердым телом и являющаяся центром параллельных сил тяжести, действующих на все частицы этого тела ЦИКЛ [в технике— совокупность процессов в системе периодически повторяющихся явлений, при которых объект, подвергающийся изменению в определенной посяедовтельности, вновь приходит в исходное состояние термодинамический (Карно состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов, чередующихся между собой обратимый состоит из обратимых процессов обратный совершается за счет вьшолнения работы, которая осуществляет процесс передачи теплоты от менее нагретого тела к более нагретому прямой вьшолняет полезную работу за счет части теплоты, сообщаемой рабочему телу Карно, КПД—отношение разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к температуре холодильника при вьшолнении прямого цикла Карно)] ЦУГ волн—прерьшистое излучение света атомом в виде отдельных кратковременных импульсов [c.295]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...