Превращение работы в тепло

Перенос тепла от охлаждаемого тела к более нагретому телу согласно второму началу термодинамики должен сопровождаться некоторым компенсирующим процессом, которым чаще всего является превращение работы в тепло, а в ряде случаев — переход тепла от дополнительно введенного в цикл более нагретого тела к менее нагретым. [c.468]

Второй закон термодинамики устанавливает эти условия. Между превращением работы в тепло, как, например, при трении твердых или жидких тел, и обратным процессом превращения тепла в полезную работу существует глубокое различие. [c.89]

Второй постулат термодинамики, являющийся основа-нием принципа существования абсолютной температуры и энтропии (второго начала термостатики) Температура есть единственная функция состояния, определяющая направление самопроизвольного теплообмена, т. е. между телами и элементами тел, не находящимися в тепловом равновесии, невозможен одновременный самопроизвольный (по балансу) переход тепла в противоположных направлениях — от тел более нагретых к телам менее нагретым и обратно . Важнейшим следствием второго постулата является следующее утверждение Невозможно одновременное (в рамках одной и той же пространственно-временной системы положительных или отрицательных абсолютных температур) осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло . Второй постулат является частным выражением принципа причинной связи и однозначности законов природы. Вместе с тем, этот постулат не содержит никаких указаний о наблюдаемом в природе направлении необратимых явлений, т. е. является в полной мере симметричным. Вопрос о том, возможно ли вообще полное превращение работы в тепло или тепла в работу в рамках второго постулата остается открытым. [c.6]

Выражение эффективной работы в общем случае (61 — потери работы в эффективном процессе, характеризующие прямые превращения работы в тепло путем трения, электронагрева и т. п.) [c.16]

Наблюдения явлений природы показывают, что некоторые процессы имеют необратимый характер таковы явления прямого теплообмена между телами (теплопроводность и радиационный теплообмен), процессы прямого превращения работы в тепло путем внешнего и внутреннего трения или электронагрева, диффузионные и дроссельные процессы и т. п. [c.65]

По типу компенсирующего процесса все машины класса О, делятся на два вида и Я. К первому относятся машины, в которых компенсирующим процессом служит превращение работы в тепло в машинах же вида Н компенсирующий процесс — переход тепла от тел, более нагретых, к телам, менее нагретым. Таким образом, машины вида Н являются теплоиспользующими. В свою очередь машины вида W могут быть двух подвидов и И п- Подвид объединяет машины, у которых потребляемая извне механическая работа подводится к стационарному потоку рабочего тела в машинах же подвида Wn работа подводится к нестационарному потоку. 22 [c.22]

Независимо от Майера, Джоуль в 1843 г. определил механический эквивалент тепла, используя работу G-h груза весом G, падающего с высоты h (рис. 1). При этом вращение мешалки приводило к нагреву воды в сосуде. Таким образом, превращение работы в тепло было непосредственно установлено численно. [c.18]

Следовательно, возможно лишь и гК Уг и соответственно к г>к.2. Тогда переход от состояния г г к Хг будет сопровождаться опусканием груза от к г до кг совершенная работа будет превращена в тепло за счет трения и это тепло будет затрачено на повышение внутренней энергии тела. Следовательно, первоначально рассмотренный нами необратимый процесс может быть рассмотрен как сумма двух процессов обратимого адиабатного и простого процесса превращения работы в тепло за счет трения, который по второму закону необратим. [c.89]

В поршневых машинах превращение тепловой энергии в механическую в конечном итоге осуществляется за счет того, что газовые молекулы, сталкивающиеся с подвижным поршнем, отражаются от него со скоростью, отличающейся от скорости при соударении. При превращении тепла в работу поршень движется в направлении одного из компонентов скорости соударения при превращении работы в тепло — в обратном направлении. [c.257]

Выше мы познакомились с уравнением Бернулли, которое для частных видов движения выражает закон сохранения и превращения энергии. Но в технике весьма важны случаи движения жидкостей и газов, сопровождающиеся выполнением механической внешней работы, теплообменом с внешней средой и превращением механической работы в тепло. Для этих случаев уравнение энергии имеет более общий вид и не является следствием уравнений движения. [c.122]

В результате осуществления обратного (холодильного) цикла теплота от холодного тела передается к более теплому за счет затраты извне удельной работы /о, эквивалентной площади прямоугольника 34123 и составляющей /о = /х — /а-Таким образом, описанный процесс перехода теплоты от нижнего источника к верхнему не противоречит второму закону термодинамики, так как он протекает не самопроизвольно, а сопровождается дополнительным самопроизвольным процессом превращения работы в теплоту. [c.106]

Формулировку первого начала термодинамики можно, как это ясно из предыдущего, обратить, т. е. можно сказать, что работа не можег ни производиться из ничего, ни бесследно уничтожаться. Формулировка второго начала термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления вечного двигателя второго рода не допускает такого обращения, по крайней мере в обычных условиях другими словами, полное обращение процессов превращения работы в теплоту невозможно. Чтобы пояснить это, рассмотрим процесс, при котором вся производимая внешними телами работа переходит в тепло, отдаваемое затем некоторому телу. Устройство, в котором совершался бы подобный про- [c.58]

Первый закон термодинамики рассматривает взаимопревращения тепла и механической работы. По этому закону тепло превращается в механическую работу или, наоборот, механическая работа в тепло в строго эквивалентных количествах. Это означает, что из данного количества тепла при его полном превращении в работу получается определенное количество работы. Точно так же из данного количества работы прн ее полном превращении в тепло получается определенное количество тепла. [c.24]

Первый закон термодинамики является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии в применении к исследуемым в термодинамике процессам перехода тепла в работу и обратно — работы в тепло. [c.53]

Изложенное показывает, что переход тепла с более низкого на более высокий температурный уровень не является процессом самопроизвольным и может быть осуществлен лишь при наличии компенсирующего процесса — превращения определенного количества работы в тепло, передаваемое затем горячим теплоприемникам вместе с теплом, отнимаемым у холодных источников тепла. [c.54]

Первый закон термодинамики был сформулирован как невозможность построить машину, которая могла бы создавать энергию. Однако он не накладывает ограничений на превращение энергии из одного вида в другой. Таким образом, на основе одного лишь первого закона всегда имеется возможность превратить теплоту в работу или работу в теплоту, если только общее количество теплоты эквивалентно общему количеству работы. Это, безусловно, верно для превращения работы в теплоту. Тело (безразлично с какой температурой) всегда можно нагреть трением, получая количество энергии в форме тепла, точно равное проделанной работе. Подобным же образом электрическая энергия всегда может быть превращена в теплоту при прохождении электрического тока через сопротивление. Однако существуют определенные ограничения при превращении теплоты в работу. Если бы этого не было, то можно было бы построить машину, которая смогла бы путем охлаждения окружающих тел превращать взятую из окружающей среды теплоту в работу. [c.32]

Печь может быть определена как устройство, в котором происходит образование тепла из какого-либо вида энергии и передача его нагреваемому материалу. Нагрев материала преследует различные технологические цели плавление, термическую обработку, нагрев перед обработкой давлением, сушку и т. д., но во всех случаях главными процессами, определяющими конструкцию и работу печей различного технологического назначения, являются превращение энергии в тепло и передача тепла материалу. Исключительно большое многообразие применяющихся в промышленности печей вызывает необходимость их классификации. В основу классификации должен быть положен процесс или признак, наиболее существенно определяющий работу и конструкцию печи. [c.195]

Если мы будем рассматривать Ь как работу, производимую всей расширенной системой, состоящей из тела и окружающей среды, то будет правильнее говорить не о превращении тепла в работу (при L>0) или, наоборот, работы в тепло (при L<0), в результате совершенного телом кругового процесса, а о преобразовании в работу части полной энергии расширенной системы при L>0 энергия системы убывает вследствие совершения ею работы, а при L<[0, наоборот, возрастает за счет произведенной над системой работы. [c.27]

Техническая термодинамика как наука сформировалась на основе изучения взаимных превращений работы и тепла в тепловых двигателях (паровых машинах, турбинах и двигателях внутреннего сгорания). [c.14]

Следствие I. Невозможно одновременное (в рамках одной и той же пространственно-временной системы положительных или отрицательных абсолютных температур) осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло. [c.55]

Если допустить возможность одновременного осуществления полных превращений тепла в работу (Qi—>-AL) и работы в тепло (AL—>-Qi), то в изолированной системе двух тепловых источников — нагревателя (it) и холодильника (/2) можно было бы одновременно осуществить самопроизвольный переход тепла в противоположных направлениях — от холодильника к нагревателю (тепло заимствуется от холодильника и полностью превращается в работу Q—уАЬ, затем вновь превращается в тепло AL—и передается нагревателю) и от нагревателя к холодильнику (тепло заимствуется от нагревателя и полностью превращается в работу Q—>-AL, затем вновь превращается в тепло AL—>-Q и передается холодильнику). [c.55]

Отрицание возможности полного превращения тепла в работу получается в результате прямого сопоставления постулата второго начала термодинамики (работа может быть полностью превращена в тепло) и следствия I постулата второго начала термостатики (невозможно одновременное осуществление полных превращений тепла в работу и работы в тепло). [c.66]

Принцип эквивалентности характеризует взаимные превращения тепла и работы, являющиеся основными формами передачи энергии между телами. Принцип эквивалентности состоит в том, что превращение тепла в работу и работы в тепло осуществляется в строго постоянном соотношении, которое характеризуется тепловым эквивалентом. [c.35]

Возвратимся теперь еще раз к тепломеханическим циклам и рассмотрим их с точки зрения второго закона термодинамики в его общей форме. Превращение работы в тепло может протекать самопроизвольно, следовательно, оно является процессом необратимым. Это означает, что обратное превращение тепла в работу возможно лишь при условии наличия компенсирующего самопроизвольного процесса, каковым и является переход некоторого количества тепла от горячего источника к холодному. С другой стороны, поскольку переход тепла от горячего источника к холодному может протекать самопроизвольно, он тоже является процессом необратимым. Следовательно, обратный переход тепла от холодного источника к горячему возможен лищь при наличии компенсирующего самопроизвольного процесса превращения некоторого количества работы в тепло. [c.57]

Формулировка второго начала термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления вечного двигателя второго рода, наоборот, не допускает полного обращения процессов превращения работы в теплоту . Чтобы пояснить это, рассмотрим процесс, при котором вся производимая внешними телами работа переходит в теплО, отдаваемое затем некоторому телу. Устройство, в котором бы совершался подобный процесс непрерывного превращения работы в тепло, по своему действию прямо противоположно вечному двигателю второго рода и поэтому всегда может быть осуществлено. Таким устройством является, например, прибор Джоуля для определения механического эквивалента теплоты. В этом приборе падающий груз приводит вс вращение мешалку, находящуюся внутри резервуара с жидко стью, в результате чего энергия падающего груза передается в виде теплоты трения жидкости и вызывает ее нагревание. Обра-, тить этот процесс, т. е. добиться поднятия груза на первоначальную высоту [c.52]

Из урав1нений (2-6) и (2-7) видно, что при (3>0 и Ь >0, т. е. если тело в течение цикла получает тепло, то оно и совершает работу. В этом случае происходит, как гово- рят, превращение тепла в работу, состоящее в том, что тело, получив от окружающей среды некоторое количество энергии в форме тепла, отдает такое же количество энергии в форме работы. Если <3<0, то и Ь <0, т. е. для того чтобы тело отдавало окружающей среде тепло, необходимо, чтобы над телом производилась работа. В этом случае происходит превращение работы в тепло. [c.25]

Принцип эквивалентности в его классической формулировке характеризует взаимные превращения тепла и работы. превращения тепла в работу и работы в тёпло осуществляются в одном и том же (строго постоянном) соотношении, которое характеризуется величиной теплового эквивалента работы (тепловой эквивалент работы есть (количество теплоты, получаемое при прямой затрате единицы работы, например, в процессе прямого превращения работы в тепло путем трения). [c.31]

Х<Хобр) обусловлено наличием прямых превращений работы в тепло и нарушением условий равновесного течения процессов, в частности наличием разности температур между внешними источниками и рабочим телом реальных (необратимых) тепловых машин. [c.67]

Основное содержание второго начала термодинамики — утверждение о необратимом течении непосредственно наблюдаемых процессов в природе (например прямой теплообмен между теланш теплопроводностью и радиацией прямое превращение работы в тепло электронагревом или трением диффузионные и дроссельные процессы и т. д.) и о неизменном возрастании энтрории изолированных систем [c.199]

Поршневые машины — паровые машины, двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, холодильные машины — представляли собой первые примеры практического применения термодинамики для превра-Шения тепла в механическую работу и наоборот. У компрессоров и холодильных машин превращение работы в тепло не является, конеч но, их основным назначением, но в соответствии со вторым законом это превращение является неизбежным сопутствующим явлением. Компрессоры производят сжатый газ, при этом подведенная работа пре-вращвется в тепло, которое в случае изотермического сжатия отводится, а в случае адиабатного сжатия остается газе в виде его внутренней энергии. Холодильная машин отбирает тепло от тела с низкой температурой и отдает его при более высокой температуре. С этим процессом по необходимости связан процесс превращения затраченной работы в тепло, которое также отдается при более высокой температуре. [c.257]

Из определения понятий теплоты и работы (см. 5), следует, что две рассматриваемые в термодинамике формы передачи энергии не являются равноценными в то время как работа W может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии, теплота Q непосредственно, без предварительного превращения в работу, приводит лишь к увеличению внутренней энергии системы. Эта неравноценность теплоты и работы не имела бы значения, если бы можно было без каких-либо трудностей превратить теплоту в работу. Однако, как показывает опыт, в то время как при превращении работы в теплоту явление может ограничиться изменением термодинамичесшго состояния одного лишь теплополучающего тела (например, при нагревании посредством трения или при электронагреве), при преобразовании теплоты в работу наряду с охлаждением теплоотдающего тела происходит изменение термодинамического состояния других тел, участвующих в ЭТОМ процессе или рабочего тела при незамкнутом процессе, или других тел в замкнутом круговом процессе, когда ЭТИМ телам рабочее тело непременно отдает часть полученной им от нагревателя теплоты. В качестве таких других тел в тепло вых машинах обычно служат холодильники. [c.41]

Вечный двигатель второго рода невозможен. Другими словами, нельзя осуществить теп л о ib ой двигатель, единственным результатом действия которого было бы превращение тепла какого-либо тела в работу без того, чтобы часть тепла передавалась другим телам. Это утверждение находится в полном соответствии со вторым началом термодинамики в его первой формулировке. Действительно, если бы можно былс получать положительную работу за счет охлаждения только одного единственного источника тепла и притом так, чтобы все отданное источником тепло превращалось в работу без передачи некоторой доли этого тепла присутствующим телам с более иизкой, чем у источника, температурой, то, превратив полученную работу в тепло при температуре более высокой, чем температура источника, мы тем самым осуществили бы перенос тепла к телу с более высокой температурой без каких-либо остаточных изменений в состоянии участвующих в процессе тел, что, как мы уже знаем, невозможно. [c.57]

Уравнения (17), (18) и (21) еще не определяют однозначно процесс. Уравнение (21) остается неразрешенным, так как в нем выражение d°Q, не являющееся полным дифференциалом, никак не выражено через параметры системы. Решение было найдено Р. Клаузиусом в 1850 г. и В. Томсоном в 1851 г. Для этого потребовалось введение второго закона термодинамики, который часто формулируется так процесс передачи тепла от балее холодного тела более теплому телу невозможен без одновременного превращения некоторого количества работы в тепло или иначе perpetuum mobile II рода невозможен, т. е. невозможна машина, переводящая [c.23]

Согласно уравнению (2-6) работа АЬ, произведенная телом за один полный цикл, равна количеству тепла Q, отданного окружающей средой В течение цикла. Если Р > О, то и > О, т. е., если тело получает тепло, то оно и саве ршает работу. В этом случае происходит, как говорят, превращение тепла в работу, состоящее в том, что тело, получив от окружающей среды некоторое количество энергии в форме таила, отдает такое же количество энергии в фор1ме работы. Если Q< 0, то и АЬ < О, т. е. для того, чтобы тело отдавало окружающей 0реде тепло, необходимо, что бы над телом Производилась работа. В этом случае происходит пре-В ращение работы в тепло. [c.27]

Хотя возможность превращения работы в теплоту и теплоты в работу была известна очень давно, и эта возможность в течение длительного периода использовалась для разнообразных целен, однако, несмотря на это, переход одних форм энергии в другие продолжительное время оставался неизученным и законы этих явлений не были установлены. Это в первую очередь объясняется тем, что до начала XVIII столетия не было еще условий, вызывавших острую необходимость разрешения этпх вопросов, так как в производственных процессах энергия не имела широкого применения и не играла поэтому роли существенного экономического фактора. Это обстоятельство изменилось с историческим развитием общества, с падением феодализма и переходом ремесел в мануфактуры, а в дальнейшем в крупную капиталистическую промышленность. При этом значительным толчком, приведшим к увеличению использования в производстве тепла и работы, явилось изобретение исполнительного механизма, механизировавшего производство, а затем паровых машин, быстро получивших широкое распространение во многих отраслях производства. Переворот в производстве, начавшийся в начале XVIII столетия, охватил сперва прядение, а затем и другие отрасли промышленности. Это способствовало быстрому развитию промышленности, горного дела, транспорта и значительному возрастанию использования в производственных процессах энергии. При этом энергия стала играть в производстве крупную экономическую роль, что и вызвало необходимость научного познания сущности теплоты и тепловых процессов, а также пх законов. [c.381]

Его оригинальные и точные исследования по определению механического эквивалента тепла были проведены в 1855—1858 гг. Метод этих исследований коренным образом отличался от методов других авторов. При этом Гирн провел определение механического эквивалента тепла не только в опытах ио превращению работы в теплоту (как Джоуль), но и в. опытах обратного характера — по превращению тепла в работу, осуществленных в паровой машине. В последних опытах, очень сложных по их постановке, Гирн получил механический эквивалент тепла, равный 413 кГ м ккал. Опыты Гирна по определению механического эквивалента тепла прн переходе работы в теплоту состояли в наблюдении повышения температуры при неупругом ударе. [c.562]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...