Работа адиабатически изолированной системы

Подставив в уравнение (3.6) значение — Т Si — S2) + р Vi — V ), равное, как было показано выше, U l — U l, убеждаемся, что максимальная полезная внешняя работа адиабатически изолированной системы равняется убыли внутренней энергии системы [c.98]

Величина Ls,v, max представляет собой максимальную полезную внешнюю работу адиабатически изолированной системы при обратимом изменении ее состояния, когда объем V и энтропия S системы сохраняют неизменное значение. [c.98]

S2) р V — V2), равное, как было показано выше, Ил — U 2, находим, что максимальная полезная внешняя работа адиабатически изолированной системы равна убыли внутренней энергии системы [c.129]

Иногда вытекающее из основного уравнения (3-45) уменьшение полезной внешней работы адиабатически изолированной системы с возрастанием энтропии системы из-за необратимости происходящих в ней реальных процессов связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения во Вселенной, которая рассматривается как изолированная система, с течением времени энтропия возрастает и вследствие этого уменьшается возможность превращения теплоты в работу, или, другими словами, происходит деградация энергии. В результате этого Вселенная в конце концов должна достигнуть состоя- [c.97]

Вытекающее из уравнения (4-3) уменьшение полезной работы адиабатически изолированной системы с увеличением степени необратимости процессов, т. е. с возрастанием энтропии всей системы, иногда еще и теперь связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения с ростом энтропии изолированной системы уменьшается возможность превращения теплоты в работу или, другими словами, происходит обусловленная вторым началом термодинамики деградация энергии системы, приводящая в конце концов к [c.82]

Предмет исследования обобщенно называют в термодинамике системой. Это любой макроскопический материальный объект, выделенный из внешней среды с помощью реально существующей или воображаемой граничной поверхности. Системой может быть изучаемый образец вещества, электромагнитное поле в ограниченном пространстве, тепловая машина и т. д. Если возникнет необходимость детализировать внутреннее строение системы, рассматривают ее макроскопические части — подсистемы. Система — это модель реального объекта исследования, отражающая его существенные для термодинамики качественные и количественные признаки. Так, способ передачи энергии через граничные поверхности задается в виде качественной характеристики — определенных ограничений на пропускную способность этих поверхностей. Если система не может обмениваться с внешней средой энергией, то ее называют изолированной, если же веществом — то закрытой. В адиабатически изолированной системе невозможен теплообмен с внешней средой, в механически изолированной — работа. Систему, которая может обмениваться с окружением веществом, а следовательно, и энергией, называют открытой системой. С той же целью, указать способ обмена энергией и веществом, применяют понятия теплового (термического), механических и диффузионных контактов. Открытая система имеет диффузионные контакты с внешней средой, а для изолированной любые контакты с ней невозможны. [c.10]

Если, однако, нет теплообмена с окружением, то, как видно из (5.1), работа такой адиабатически изолированной системы выражается через изменение функции состояния и, следовательно, не зависит от пути перехода систем из одного состояния в другое. [c.45]

Определим теперь полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. [c.98]

Если полезная внешняя работа системы связана только с изменением объема, т. е. Цу) = 0, то 1 , у == 0, у = 0 и, следовательно, адиабатически изолированная система (при = 0 такая система является изолированной) никакой полезной внешней работы не производит. Поэтому для изолированной системы [c.100]

Вычислим полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. Изолированная система имеет постоянный объем. Поэтому вся производимая ею полезная внешняя работа не связана с изменением объема. Подставив в уравнение (2.72) значение — Т (Si — [c.129]

Уравнение (4-3) представляет собой основное соотношение между действительной и максимальной полезной внешней работой, имеющее самое общее значение. С его помощью по известным конечным значениям энтропий всех участвующих в процессе тел может быть определена разность между максимальной или теоретически располагаемой, полезной работой и действительно произведенной адиабатически изолированной системой работой, т. е. потеря работы из-за необратимости процесса. [c.82]

Если система с адиабатическими стенками переводится из начального состояния I в некоторое конечное состояние И, причем меняется способ перехода от одного состояния к другому, то утверждается, что внешняя работа, необходимая для перевода из состояния I в состояние И, не зависит от способа перехода. Этот важный результат формулируется в виде первого закона термодинамики, который гласит, что для перевода адиабатически изолированной системы из состояния I в состояние И требуется одно и то же количество внешней работы, не зависящее от способа перехода. Поэтому существует взаимно однозначная функция состояния называемая внутренней энергией системы приращение которой равно работе, производимой над системой [c.69]

Если полезная внешняя работа системы связана только с изменением объема, т. е. 0 == О, то 5.= О и == О, и, следовательно, изолированная система (при О адиабатически изолированная система является изолированной) ни- [c.59]

Для получения численных значений эмпирических температур следует обратиться к первому и второму законам термодинамики. Первый закон термодинамики просто констатирует сохранение энергии при условии, что учитывается не только работа, совершаемая над системой, но и обмен теплом через стенки с окружающей средой. Если система в остальных отношениях изолирована, то внутренняя энергия и, представляющая собой экстенсивную величину, может только увеличиваться при совершении над системой некоторой работы. Однако если система термически не изолирована и в результате некоторого процесса переходит из термодинамического состояния А в другое состояние В, то работа совершаемая над системой, разумеется, зависит от того, каким способом система осуществляет переход из состояния А в состояние В. С другой стороны, увеличение внутренней энергии равно и в—и А независимо от способа совершения работы. Следовательно, для термически не изолированной системы увеличение внутренней энергии и в — и а отлично от Разность Q мы назовем количеством теплоты, которая, таким образом, служит мерой отклонения от адиабатических условий. Следовательно, для любого термодинамического процесса, начинающегося в состоянии А и завершающегося в состоянии В, изменение внутренней энергии определяется выражением [c.15]

В самом деле, пусть окружающие тела не изменяют своего объема, а следовательно, и не производят работы. Тогда рассматриваемая термодинамическая система вместе с окружающими телами составляет адиабатически изолированную сложную систему и притом такую, что вся работа этой сложной системы совершается первоначальной системой и равняется Е. Обозначим энергию окружающих тел через Е, а энергию сложной системы, равную сумме энергий первоначальной системы и окружающих тел, через Е. Тогда согласно уравнению (2.2) [c.27]

Рассмотрим теперь адиабатически изолированную закрытую систему, которая может механически взаимодействовать с окружающими или внешними телами и не является поэтому замкнутой. При переходе из одного состояние в другое эта система совершает работу, которая по закону со.хранения и превращения энергии равна убыли энергии системы. При бесконечно малом процессе dL = = —dE. [c.29]

Дросселирование впервые исследовали Д. Джоуль и В. Томсон в 1852 г. Дросселированием называется адиабатическое расширение газа от постоянного давления р до постоянного давления р2 без совершения внешней работы, т. е. это существенно необратимый процесс, протекающий в изолированной системе. [c.92]

Приведенная в 10.3 формулировка второго начала является наиболее общей и строгой. Из нее следуют некоторые общие выводы и заключения, иногда рассматриваемые в качестве исходных выражений второго начала. Эмпирически установлено правило невозможно некоторое количество теплоты, взятое у какого-либо тела, полностью превратить в работу без всякой компенсации. Под словом компенсация подразумевается изменение состояния других объектов, помимо отдающего теплоту и подвергающегося воздействию при совершении работы. Если бы это было не так, то мы пришли бы к противоречию со вторым началом термодинамики. Рассмотрим, например, систему, в которой нагретое тело охлаждается, причем его внутренняя энергия переходит в работу, совершенную над другими телами (адиабатически изолированными). Энтропия в этой замкнутой системе, согласно (10.3), уменьшается, что невозможно. [c.72]

Действительно, рассматриваемая термодинамическая система вместе с окружающей средой представляет собой адиабатически изолированную систему, причем вся внешняя работа этой сложной системы совершается первоначальной системой и равняется L. Обозначим полную энергию окружающей среды через , а полную энергию сложной системы, равную сумме полных энергий первоначальной си- [c.25]

Ни работа, ни тепло не являются функциями состояния системы, их учитывают только тогда, когда совершается процесс, при котором происходит изменение состояния системы. Если состояние системы изменяется только за счет изменения внешних параметров, а обмен энергией с окружающей средой в форме тепла не происходит, то система называется адиабатически изолированной, или адиабатической, В адиабатической системе работа не зависит от пути перехода от одного состояния системы в другое, а зависит только от начального и конечного состояний системы при адиабатическом процессе работа совершается лишь за счет изменения энергии системы. [c.22]

При взаимодействии закрытой термодинамической системы с окружающей средой происходит обмен энергий. При этом возможны два различных способа передачи энергии с изменением внешних параметров системы и без изменения этих параметров. Первый способ передачи энергии, связанный с изменением внешних параметров, называется работой, второй способ без изменения внешних параметров называется теплотой, а сам процесс передачи—теплообменом. Так как Теплообмен не сопровождается макроскопическими перемещениями, то теплоту иногда называют микроскопической работой. Система, не обменивающаяся энергией с внешней средой только теплотой, называется адиабатически изолированной, или адиабатической. [c.20]

Так как рассматриваемая изолированная система включает только один источник тепла, обладающий неизменной температурой,"а именно среду, то обратимый процесс можно представить либо при отсутствии теплообмена между источником работы и средой (адиабатическое расширение или сжатие источника работы), либо при наличии теплообмена между источником работы и средой, но обязательно при неизменной температуре среды 7о (изотермическое [c.150]

Для исследования термически изолированной системы, в которой протекает адиабатический процесс, очень удобно использовать уравнение (17.3). При этом следует помнить, что для реального газа показатель адиабаты не является постоянной величиной вследствие изменения теплоемкостей газа в зависимости от давления и температуры. Любой реальный процесс в газовой системе сопровождается потерями энергии. Так, при конечной разности температур между системой и внешней средой существует теплообмен, являющийся следствием реальных теплоизолирующих свойств разделяющей поверхности. Помимо этого имеются энергетические потери на трение и диффузию. В результате термомеханическая система оказывается неравновесной и без изменений во внешней среде процесс провести нельзя. В таком случае без затраты внешней работы система не может быть возвращена в начальное состояние и, следовательно, реальные газовые процессы необратимы. Второй закон термодинамики постулирует это правило для идеального и реального газов. Поэтому неопределенно долгое действие тепловой машины становится возможным только при работе термомеханической системы по круговому циклу с несовпадающими процессами прямого и возвратного ходов. [c.394]

При рассмотрении физического или химического равновесия принято считать, что изменение состояния системы происходит изотермически, если при контакте системы с окружающей средой может происходить теплообмен, и температура системы остается в результате этого неизменной. Говорят, что состояние системы изменяется адиабатически, если система не может обмениваться теплом с окружающей средой, хотя при этом она может совершать работу или иад ней можно совершать работу. Изолированная система — это такая, в которой невозможно никакое взаимодействие с окружающей средой. [c.197]

Поскольку тело вместе с окружающей средой представляют собой адиабатически изолированную систему, то уравнение (3.11) определяет также полезную внешнюю работу адиабатически изолированной системы при условии S == onst, р — onst. [c.99]

Иногда вытекающее из основного уравнения (2.99) уменьшение полезной внешней работы адиабатически изолированной системы с возрастанием энтропии системы из-за необратимости происходящих в ней реальных процессов связывают с якобы действующей в природе тенденцией всех процессов приводить к обесцениванию или деградации энергии. Согласно этой точке зрения, во Вселенной, которая рассматривается как изолированная система, с течением времени энтропия возрастает и вследствие этого уменьшается возможность йревращения теплоты в работу, или, другими словами, происходит деградация энергии. В результате этого Вселенная в конце концов должна достигнуть состояния абсолютного теплового равновесия ( тепловой смерти по Клаузиусу и Томсону), при котором всякие процессы в ней прекратятся, а превращения энергии станут невозможными. [c.156]

Максимальная полезная внешняя работа адиабатически изолированной системы, производимая при неизменных значениях объема и энтропии системы в целом (т. е. при У = onst, S = onst, равняется, как это видно из термодинамического тождества, убыли внутренней энергии системы [c.57]

Так же, ка к и, первое начало, второе начало термодинамики является обобщением данных опыта. Многолетняя человеческая практика привела к установлению определенных закономерностей превращения теплоты в работу н работы в теплоту (как общих для 0 бычных и необычных систем (см. 5), так и специфических для тех и других). В результате анализа этих закономерностей и было сформулировано второе начало в виде закона о существовании энтропии и ее неубывании при любых процессах в изолированных (или только адиабатически изолированных) системах. Для того чтобы прийти к такому выражению [c.40]

Уравнение (4-3) позволяет, далее, глубже раскрыть физический смысл энтропии. Из этого уравнения, в частности, видно, что изменение энтропии адиабатически изолированной системы равняется потере работы, поделенной на абсолютную температуру наименее нагретого тела системы, или, что то же самое, наибольшему значевию приведенного тепла, эквивалентного потерянг ной работе. [c.82]

Сочинение М. А. Леонтовича имеет следующие построение и содержание Раздел 1 — Основные понятия и положения термодинамики (состояние физической системы и определяющие его величины работа, соверщаемая системой адиабатическая изоляция и адиабатический процесс закон сохранения энергии для адиабатически изолированной системы закон сохранения энергии в применении к задачам термодинамики в общем случае (первое начало термодинамики) количество тепла, полученное системой термодинамическое равновесие температура квазистатические (обратимые) процессы теплоемкость давление как внешний параметр энтальпия обратимое адиабатическое расширение или сжатие тела применение первого начала к стационарному течению газа или жидкости процесс Джоуля—Томсона второе начало термодинамики формулировка основного принципа). [c.364]

В силу невозможности перпетуум мобиле второго рода эта работа IV отрицательна (или равна нулю). Действительно, если, бы работа была больше нуля (1 >0), то с помощью описанного процесса (который можно было, бы повторять сколько угодно раз) мы могли бы получать работу за счет только уменьшения эпергиг вашей адиабатической изолированной системы, другими словами,, только за счет ее охлаждения. (После каждого такого процесса Внешние параметры приобретают начальные значения, энергия при этом уменьшается, а следовательно, температура системы понижается.) [c.100]

Определим теперь полезную внешнюю работу, производимую адиабатически изолированной системой, которую составляет тело вместе с окружающей средой. Изолированная система имеет постоянный объем, и поэтому производимая ею полезная внешняя работа не связана с изменением объема. 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 и 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, то состояние системы изменяется обратимым образом. [c.57]

Если две первоначально изолированные системы приведены в контакт друг с другом через общую стенку, то последующие события зависят от природы стенки. Если стенка допускает тепловое, но не материальное взаимодействие, то ее называют диатермальной. В таком случае в конце концов будет достигнуто новое состояние теплового равновесия объединенной системы. Последующее разделение двух первоначальных систем не приведет к изменению теплового состояния каждой из них. В противоположность диатермальной стенка, непроницаемая для тепла (но допускающая, например, чтобы над ограниченной ею системой совершалась механическая работа), называется адиабатической. [c.13]

Рассмотрим теперь адиабатически изолированную систему, способную производить полезную внешнюю работу над внешним, теплоизолированным от системы объектом работы. Для конкретности предположим, что рассматриваемая система состоит из двух частей—тела и окружающей среды, температура которой Т" постоянна и не равна температуре тела Т (параметры окружающей среды в дальнейшем обозначаются штрихом). При бесконечно малом изменении состояния тела последним производится полезная внешняя работа dL, причем вследствие того что процесс изменения состояния тела в общем случае необратим, в системе при температуре тела Т выделяется теплота Сдис, равная согласно (1.60) [c.37]

Уравнение (2-4) справедливо и для адиабатических течений (при наличии трения), сопровождающихся возрастанием энтропии. В этом случае баланс энергии частицы должен быть дополнен двумя членами одним, учитывающим работу сил сопротивления, и другим, выражаю-ишм приращение теплоты в газовом потоке. Эти два члена одинаковы по величине, но имеют различные знаки и поэтому взаимно уничтожаются. Это означает, что в такой изолированной системе работа сил трения не меняет полной энергии частицы меняется только соотношепие между энергией направленного движения и тепловой энергией. Течение газа является необратимым часть механической энергии необратимо превращается в тепло. [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...