Рабочее тело

Простейшей термодинамической системой является рабочее тело, осуществляющее взаимное превращение теплоты и работы. В двигателе внутреннего сгорания, например, рабочим телом является приготовленная в карбюраторе горючая смесь, состоящая из воздуха и паров бензина. [c.7]

Давление обусловлено взаимодействием молекул рабочего тела с поверхностью и численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела по нормали к последней. В соответствии с молекулярно-кинетической теорией давление газа определяется соотношением [c.7]

Таким образом, равновесный процесс состоит из непрерывного ряда последовательных состояний равновесия, поэтому в каждой его точке состояние термодинамической системы можно описать уравнением состояния данного рабочего тела. Именно поэтому классическая [c.10]

Работа в термодинамике, так же как и в механике, определяется произведением действующей на рабочее тело силы на путь ее действия. [c.12]

Отнеся работу расширения к 1 кг массы рабочего тела, получим [c.13]

Формулы (2.3) — (2.6) справедливы только для равновесных процессов, при которых давление рабочего тела равно давлению окружающей среды. [c.13]

Поскольку величина б/ пропорциональна увеличению объема, то в качестве рабочих тел, предназначенных для преобразования тепловой энергии в механическую, целесообразно выбирать такие, которые обладают способностью значительно увеличивать свой объем. Этим качеством обладают газы и пары жидкостей. Поэтому, например, на тепловых электрических станциях рабочим телом служат пары воды, а в двигателях внутреннего сгорания — газообразные продукты сгорания того или иного топлива. [c.13]

Пусть некоторому рабочему телу с объемом V и массой М, имеющему температуру Т и давление р, сообщается извне бесконечно малое количество теплоты 6Q. В результате подвода теплоты тело нагревается на dT и увеличивается в объеме на dV. [c.14]

Для системы, содержащей 1 кг рабочего тела [c.15]

Изменение температуры тела при одном и том же количестве сообщаемой теплоты зависит от характера происходящего при этом процесса, поэтому теплоемкость является функцией процесса. Это означает, что одно и то же рабочее тело в зависимости от процесса требует для своего нагревания на 1 К различного количества теплоты. Численно величина с изменяется в пределах от -)- оо до — оо. [c.15]

Аналогично количества теплоты, необходимые для нагрева I кг рабочего тела от О до i и от [c.17]

Поскольку энтропия есть функция состояния рабочего тела, уравнениями [c.20]

Как показал опыт, все без исключения тепловые двигатели дол, ны иметь горячий источник теплоты, рабочее тело, совершающее замкнутый процесс — цикл, и холодный источник теплоты. [c.21]

Применим первый закон термодинамики к циклу, который совершает I кг рабочего тела [c.21]

Итак, для превращения теплоты в работу в непрерывно действующей машине нужно иметь по крайней мере тело или систему тел, от которых можно было бы получить теплоту (горячий источник) рабочее тело, совершающее термодинамический процесс, и тело, или систему тел, способную охлаждать рабочее тело, т. е. забирать от него теплоту, не превращенную в работу (холодный источник). [c.22]

Рассмотрим простейший случай, когда имеется один горячий с температурой Ti и один холодный с температурой Ti источники теплоты. Теплоемкость каждого из них столь велика, что отъем рабочим телом теплоты от одного источника и передача ее другому практически не меняет их температуры. Хорошей иллюстрацией могут служить земные недра в качестве горячего источника и атмосфера в качестве холодного. [c.22]

Единственная возможность осуществления в этих условиях цикла, состоящего только из равновесных процессов, заключается в следующем. Теплоту от горячего источника к рабочему телу нужно подводить изотермически. В любом другом случае температура рабочего тела будет меньше температуры источника Ti, т. е. теплообмен между ними будет неравновесным. Равновесно охладить рабочее тело от температуры горячего до температуры холодного источника Гг, не отдавая теплоту другим телам (которых по условию нет), можно только путем адиабатного расширения с совершением работы. По тем же соображениям про- [c.22]

Теперь возвратим тело в начальное состояние. Для этого сначала поместим цилиндр на холодный источник с температурой и будем сжимать рабочее тело по изотерме d, совершая работу h и отводя при этом к нижнему источнику от рабочего тела теплоту i)2 = T2(s2 — [c.23]

В холодильной установке рабочими телами служат, как правило, пары легко-кипящих жидкостей — фреона, аммиака и т. п. Процесс перекачки теплоты от тел, помещенных в холодильную камеру, к окружающей среде происходит за счет затрат электроэнергии. [c.25]

Итак, неравновесность всегда приводит к увеличению энтропии рабочего тела при том же количестве подведенной теплоты и к потере части работы. В общем виде это можно записать следующим образом [c.27]

Процессы, расположенные правее и выще адиабаты, идут с подводом теплоты к рабочему телу процессы, лежащие левее и ниже адиабаты, протекают с отводом теплоты. [c.34]

Процессы, расположенные между адиабатой и изотермой, имеют отрицательную теплоемкость, так как bq и du (а следовательно, и dT), имеют в этой области противоположные знаки. В таких процессах 1/ > (71, поэтому на производство работы при расширении тратится не только подводимая теплота, но и часть внутренней энергии рабочего тела. [c.34]

В качестве реального газа рассмотрим водяной пар, который широко используется во многих отраслях техники, и прежде всего в теплоэнергетике, где он является основным рабочим телом. Поэтому исследование термодинамических свойств воды и водяного пара имеет большое практическое значение. [c.34]

Общий метод расчета по Л, s-диаграмме состоит в следующем. По известным параметрам наносится начальное состояние рабочего тела, затем проводится линия процесса и определяются его параметры в конечном состоянии. Далее вычисляется изменение внутренней энергии, определяются количества теплоты и работы в заданном процессе. [c.38]

Для сварки также часто применяют газовые лазеры, рабочим телом которых является смесь газов. Такие лазеры возбуждаются электрически51 разрядом. Типичной конструкцией такого лазера является заполненная смесью газов трубка, ограниченная с двух сторон строго параллельными зеркалами непрозрачным и полупрозрачным (рис. 89, б). В результате электрического разряда между введенными в трубку электродами возникают быстрые электроны, которые переводят газовые молекулы на возбужденные уровни. Возвращаясь в основное состояние, эти молекулы образуют кванты света совершенно так же, как и в твердотельном лазере. [c.167]

При использовании рубина в качестве рабочего тела частота повторепия импульсов достигает 60 Гц. Неодимовое стекло способно создать большую выходную мощность в луче, но частота следова-1[ия импульсов меньше — не выше 0,5 Гц, так как теплопроводность этого лгатериала в 17 раз нин№ теплопроводности рубипового монокристалла. 1 оэффициент полезного действия наиболее высок у лазера па С0 , где он составляет около 10% (у рубипового лазера он едва достигает 0,5%). [c.168]

В термодинамике для исследования равновесных процессов широко используют р, у-диаграмму, в которой осью абсцисс служит удельный объем, а осью ординат — давление. Поскольку состояние термодинамической системы определяется двумя параметрами, то на р, у-ди-аграмме оно изображается точкой. На рис. 2.2 точка I соответствует начальному состоянию системы, точка 2 — конечному, а линия 12 — процессу расширения рабочего тела от v до v . [c.13]

Повышение температуры тела свидетельствует об увеличении кинетической энергии его частиц. Увеличение объема тела приводит к изменению попенциаль-ной энергии частиц. В результате внутренняя энергия тела увеличивается на dU. Поскольку рабочее тело окружено средой, которая оказывает на него давление, то при расширении оно производит механическую работу 6L против сил внешнего давления. Так как никаких других изменений в системе не происходит, то по закону сохранения энергии [c.14]

Следовательно, работа расширения, совершаемая системой в адиабатном процессе, равна уменьшению внутренней энергии данной системы. При адиабатном сжатии рабочего тела за рачивае-мая извне работа целиком идет на увеличение внутренней энергии системы. [c.14]

Работа двигателя осуществляется следующим образом (рис, 3.3). Расширяясь по линии IB2, рабочее тело совершает работу, равную площади 1В22 . В непрерывно действующей тепловой машине этот процесс должен повторяться многократно. Для этого нужно уметь возвращать рабочее тело в исходное состояние. Такой переход можно осуществить в процессе 2В1, но при этом потребуется совершить над рабочим телом ту же самую работу. Ясно, что это не имеет смысла, так как суммарная рабо та — работа цикла — окажется равной нулю. [c.21]

Внутренняя энергия системы является функцией состояния. При возвращении рабочего тела в исходное состояние она также приобретает исходное зкаче- [c.21]

Осуществление цикла Карно в тепловой машине можно представить следующим образом. Газ (рабочее тело) с начальными параметрами, характеризующимися точкой а (рис. 3.4), помещен в цилиндр под поршень, причем боковые стенки цилиндра и поршень абсолютно нетеплопроводпы, так что теплота может передаваться только через основание цилиндра. [c.23]

Осуществим цикл Карно в обратном направлении. Рабочее тело с начальными параметрами точки а (рис. 3.6) расширяется адиабатно, совершая работу расширения за счет внутренней энергии, и охлаждается от температуры Т до температуры Ti. Дальнейшее расширение происходит по изотерме, и рабочее тело отбирает от нижнего источника с температурой Tq теплоту Далее газ подвергается сжатию сначала по адиабате, и его температура от Гг повышается до Ti, а затем — по изотерме (7 = onst). При этом рабочее тело отдает верхнему источнику с температурой Гi количество теплоты Qi. [c.25]

Поскольку в обратном цикле сжатие рабочего тела происходит при более высокой температуре, чем расширение, работа сжатия, совершаемая внешними силами, больше работы расширения на величину площади abed, ограниченной контуром цикла. Эта работа превращается в теплоту и вместе с теплотой q2 передается верхнему источнику. Таким образом, затратив на осуществление обратного цикла работу /ц, можно перенести теплоту от источника с низкой темпе- [c.25]

Расширение будет равновесным только в случае, если температура газа Т равна температуре источника Т=Т ), внешняя сила Р равна давлению газа на поршень (P = pF) и при расширении газа нет ни внешнего, ни внутреннего трения. Работа расширения газа в этом случае равна 6/paat = di/ = pdD, а изменение энтропии рабочего тела в таком процессе [c.26]

Если неравновесность вызвана теплообменом при конечной разности температур (температура газа Т меньше температуры источника 7 ), то возрастание энтропии рабочего тела ds = 6q/T оказывается больше, чем dSfi = (>q/Т в равновесном процессе из-за снижения температуры газа. При том же положении поршня, т. е. заданном удельном объеме V, меньшей температуре газа соответствует меньшее его давление р. Соответственно меньше должна быть и уравновешивающая сила Р Р = = p F

Работа расширения против этой силы bl = P dy = p dv[c.27]

Количество теплоты, подведенной к рабочему телу в процессе 12 при с = = onst, определяется из соотношений [c.30]

Поскольку при адиабатном процессе б<7 = 0, энтропия рабочего тела не изменяется (ds = 0 и 5 = onst). Следовательно, на Г, s-диаграмме адиабатный процесс изображается вертикалью. [c.33]

Изохора (п= .оо) делит поле диаграммы на две области процессы, находящиеся правее изохоры, характеризуются положительной работой, так как сопровождаются расширением рабочего тела для процессов, расположенных левее изохоры, характерна отрицательная работа. [c.34]

На диаграмму наносят изобары, изохоры и линии постоянной степени сухости, для чего каждую изобару а а" делят на одинаковое число частей и соединяют соответствующие точки линиями x = onst. Область диаграммы, лежащая ниже нулевой изотермы, отвечает различным состояниям смеси пар + лед, h, s-диаграмма водяного пара. Если за независимые параметры, определяющие состояние рабочего тела, принять энтропию S и энтальпию Л, то каждое состояние можно изобразить точкой на Л, 5-диаграмме. [c.37]

Техническая термодинамика. Теплопередача (1988) -- [ c.7 ]

Теплотехника (1986) -- [ c.7 ]

Конструкция и расчет котлов и котельных установок (1988) -- [ c.5 , c.163 ]

Теплотехника (1986) -- [ c.8 ]

Теплотехника (1980) -- [ c.7 ]

Техническая термодинамика Изд.3 (1979) -- [ c.47 ]

Парогенераторные установки электростанций (1968) -- [ c.9 , c.11 ]

Техническая термодинамика Издание 2 (1955) -- [ c.53 ]

Температура и её измерение (1960) -- [ c.42 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...