Теплообмен обратимый

Хотя цикл Карно — относительно простой процесс для превращения теплоты в работу, любой другой обратимый цикл, в котором происходит теплообмен с окружающей средой только при двух фиксированных температурах, приведет точно к таким же результатам. В цикле Карно происходит теплообмен с окружающей средой только во время изотермических расширения и сжатия идеального газа. [c.199]

В других возможных циклах теплообмен с окружающей средой может происходить при постоянной температуре во время фазового изменения. Такие обратимые циклы иллюстрируются в примере 1. [c.199]

Обратимый теплообмен между системой и теплоприемником при температуре можно вычислить по температуре теплоприемника и изменения энтропии системы [c.202]

Полученные формулы для т), относятся к тому случаю, когда все процессы как в самом элементе, так и при теплообмене с окружающей средой обратимы. [c.601]

Как показывает практика, скорость газа в сопле весьма значительна, а размеры его сравнительно невелики, поэтому время контакта газа с поверхностью сопла ничтожно мало. В связи с этим теплообменом газа с окружающей средой можно пренебречь, а процесс течения рабочего тела в сопле считать адиабатным, т. е. dq = 0. Тогда для обратимого адиабатного истечения упругой жидкости выражение (13.5) примет вид di -Ь d w /2) = О, или с учетом (13.6) [c.107]

В обратимых процессах внутренний теплообмен отсутствует (80"= 0) и, следовательно [c.53]

Тела I и II, находящиеся в тепловом равновесии, т. е. имеющие одну и ту же температуру U = tn = t), могут проходить различные пути изменения своего состояния, когда к ним извне подводится или отводится от них работа Li, Lu, а между телами через перегородку А — А осуществляется обратимый теплообмен. Для тел I н II можно записать [c.58]

Последнее неравенство свидетельствует о том, что внутренний теплообмен бQ имеет в обычных реальных процессах неизменно положительный знак, т. е. реальная работа всегда меньше обратимой, или реально полученное телом количество теплоты всегда меньше количества теплоты, переданной телу в обратимом процессе, и т. п. [c.67]

В теоретических обратимых адиабатных процессах потери работы на трение при движении вещества отсутствуют бг<у = = б< = 0, внешний теплообмен потока также отсутствует б<7 = 0, работа, затрачиваемая на перемещение вещества, равна внешней потенциальной работе бш = бш, а уравнение первого начала термодинамики примет вид [c.97]

Так как рассматривается изолированная система, теплообмен через границы этой системы отсутствует, внутри системы осуществляются обратимые процессы, энтропия системы не изменяется [c.186]

После подвода теплоты рабочее тело необходимо обратимым способом перевести на температурный уровень холодного источника Т1<С,Т с тем, чтобы отдать ему теплоту Переход Ьс совершается без теплообмена по двум причинам во-первых, имеется только два температурных уровня (источника), на которых по условию должен осуществляться обратимый теплообмен и, во-вторых, для предотвращения отвода теплоты и получения большего количества работы за счет уменьшения внутренней энергии. Таким образом, процесс Ьс есть процесс обратимого адиабатного расширения (без трения), сопровождающийся охлаждением рабочего тела. Охлаждение означает, что линия процесса Ьс идет круче линии аЬ и направлена в область более низких температур. Вообще линия аЬ (изотерма) определена, если известно уравнение состояния рабочего тела Р р,ь,Т) — = 0 в этом случае уравнение изотермы аЬ имеет вид р—р с, Т ). Что касается адиабаты Ьс, то ее уравнение [c.50]

Произвольный необратимый цикл может быть представлен совокупностью необратимых элементарных циклов Карно. Для этого произвольный цикл необходимо покрыть сеткой изотерм и адиабат, причем в Т — з-диа-грамме это прямоугольная координатная сетка. Каждая клетка представляет собой элементарный цикл Карно, а поскольку учитывается только внешняя необратимость (только при теплообмене с внешними горячими и холодными источниками, имеющими различную температуру в различных точках произвольного необратимого цикла), то внутренние клетки можно считать обратимыми элементарными циклами Карно. В этом случае для окаймляющих элементарных циклов Карно имеем (Л9 /7 ) + (Д< 2/Да )<0. а для внутренних элементарных циклов [c.69]

Для осуществления цикла необходимо наличие трех элементов нагревателя или теплоприемника со средней температурой Ti, холодильника СО средней температурой T2рабочего тела, которое, последовательно вступая в теплообмен с нагревателем (или тепло-приемником) и холодильником, передает энергию от одного к другому. Как будет показано ниже, циклы бывают прямые и обратные, обратимые и необратимые. [c.59]

Эксергия массы. Для того чтобы рабочее тело с начальными параметрами р, v, Т, и, h, s обратимо пришло в равновеснее окружающей средой, характеризуемой параметрами р , Vg, Тд, Ug, hg, -s o, необходимо изменить его внутреннюю энергию за счет подвода или отвода теплоты и за счет совершения им работы, поскольку в соответствии с первым законом термодинамики du — bq — Ы. Так как обратимый теплообмен с окружающей средой должен осуществляться при постоянной температуре Тд, то bq = T s. Удельная совершаемая работа при этом будет составлять из удельной максимальной работы б/тах за вычетом удельной работы на преодоление давления окружающей среды p v. Тогда [c.142]

Если теплообмен между рабочим телом и окружающей средой совершается при бесконечно малой разности температур, то процесс является термически обратимым. Если обмен работой между рабочим телом и окружающей средой совершается при бесконечно малой разности давлений, то процесс является механически обратимым. Процесс, удовлетворяющий условию термической и механической обратимости, является полностью обратимым процессом. [c.105]

Вместе с тем известно, что работа цикла Карно в заданном интервале температур может быть различной в зависимости от степени обратимости цикла, так как к. и. д. необратимого цикла меньше, чем обратимого (см. 8.6). Чтобы работа была максимальной, цикл Карно должен быть обратимым, т, е. он должен состоять из обратимых процессов (изотерм и адиабат). В частности, теплообмен между рабочим телом и источниками теплоты должен совершаться при бесконечно малой разности температур. [c.127]

Легко убедиться, что относительный к. п. д. не может в полной мере характеризовать совершенство процессов в данном элементе установки. Так, например, относительный к. п. д. в случае теплообменного аппарата совершенно не учитывает характера теплообмена, т. е. того, является ли он обратимым или необратимым. Вследствие этого два теплообменника с относительно одинаковыми утечками тепла будут иметь равные к. п. д., хотя процесс теплообмена может протекать в них при разных температурных напорах, т. е. с различной степенью необратимости и, соответственно, с неодинаковыми потерями работоспособности, что не позволяет [c.337]

На диаграмму наносится линия изменения состояния теплоотдатчика в процессе отвода тепла (линия охлаждения АВ) вместо этой линии можно нанести также линию нагревания рабочего тела при обратимом теплообмене между ним и теплоотдатчиком. [c.355]

Условие обратимости процессов предопределяет, что теплообмен между потоком и окружающей средой может происходить при бесконечно малой разности температур между ними, т. е., иными словами, при Tq. Из того же условия обратимости процессов следует, что, в конечном итоге, работа рабочего тела, совершаемая над окружающей средой, или окружающей среды над рабочим телом равна нулю, т. е. что Lo. = 0. [c.58]

Особенность энтропии заключается в том, что она обязательно изменяется при теплообмене. При подводе тепла к телу его энтропия возрастает, при отводе — уменьшается. Главная трудность в понимании физического смысла энтропии состоит в том, что энтропия не поддается измерению, как, например, давление и объем. Можно лишь вычислить изменение энтропии по изменению тех параметров, которые доступны для непосредственного измерения (давление, температура, объем). Из уравнения (163) следует, что в обратимых процессах при возрастании энтропии ds > 0) тепло подводится к телу dq > 0), а при убывании энтропии (ds < 0) тепло отводится от тела (dq < 0). Знак энтропии совпадает со знаком тепла и определяет, получает рабочее тело тепло или отдает его. [c.49]

Принятые допущения 1) процессы обратимы, теплоемкости во всех процессах постоянны — политропный цикл, 2) РТ — идеальный газ, 3) подвод тепла происходит в процессе 2—3, а отвод— в процессе 4—1 (рис. 4.6), 4) теплообменом в процессе 1—2 пренебрегаем, 5) процесс 3—4 — адиабатный, 6) противодавление Р = Ро.с- Заданы параметры в точке 1 — pi, Vx, А показатели политроп — г степени сжатия — 8сг или степени расширения — 8р I или степени повышения давления — Я,- = 1/ер = е . Если обозначить теплоемкость РТ в цикле [c.66]

Несмотря на внешние различия, исследование большинства низкотемпературных циклов возможно с единых термодинамических позиций. Рассмотрим циклы с постоянным количеством рабочего тела. Идеальным будем считать такой цикл, в котором все процессы обратимы. Поскольку количество рабочего тела не меняется, то условие обратимости процесса теплопередачи в теплообменных аппаратах (регенерация холода ) требует, чтобы величина Ср для рабочего тела была функцией только температуры. Автоматически это требование выполняется для идеального газа. Теоретическим будем считать такой цикл, который предполагает [c.142]

ОБРАТИМОЕ ТЕЧЕНИЕ С ТЕПЛООБМЕНОМ [c.191]

В дальнейшем будут применяться методы расчетов, относящиеся к обратимым процессам. Воздействие трения по самому своему существу необратимо и, если желательно считать его эквивалентным другим указанным выше внешним воздействиям, то надо принять некоторые условные предположения. Надо допустить, что количество тепла Q,. сообщается рабочему агенту как бы извне и обратимым образом. Если имеется еще и другой теплообмен потока с окружающей средой, тоже обратимый, характеризуемый количеством тепла Q , то в силу сделанного допущения поток будет находиться под воздействием суммарного количества тепла, поступающего извне, равного сумме и Q . [c.41]

Выше для идеального газа нужно было считать, что политропный процесс происходит с обратимо подводимым извне количеством тепла Q, овр. Очевидно использование вышеприведенных формул для расчетов процессов, происходяш,их в потоке реального рабочего агента, привело бы к значительным ошибкам. В частности, при рассмотрении политропного процесса расширения реального рабочего агента необходимо учитывать физические свойства этого агента. Поэтому, производя термодинамический анализ процесса, следует предположить теплообмен Q o6p происходящим так же обратимо, как сообщаемое извне количество тепла. [c.59]

Выше мы условились заменять эту картину энергообмена просто подводом к потоку извне обратимым путем количества тепла dQ,. Если внешний теплообмен dQ тоже производится обратимым путем, то можно считать, что поток извне получает количество тепла [c.84]

Таким образом, сравнение обратимых циклов компрессионных тепловых насосов показывает, что газообразное рабочее тело может обладать преимуществом перед парообразным в отношении минимальной необратимости в теплообменных аппаратах. [c.159]

Особые граничные условия устанавливают, что конечное состояние системы не определено только относительно энтрогши все остальные функции состояния и параметры не зависят от пути процесса как при обратимом, так и при необратимом характере процесса. В частности, количество обмененной теплоты (на основе закона сохранения знергии) не зависит от того, каким путем проводят теплообмен — обратимым (строго изотермически) или необратимым (при наличии временного температурного градиента). [c.32]

Осуществить обратимо цикл при таких условиях можно следующим образом. Сначала в изотермическом процессе расширения теплота обратимо подводится к рабочему телу от теплоотдат-чика с постоянной температурой. Затем в обратимом адиабатном процессе расширения, в котором отсутствует теплообмен между рабочим телом и источниками теплоты, температура рабочего тела [c.111]

В распространяющейся звуковой волне процессы сжатия и расширения происходят настолько быстро, что теплообмен между той частью тела, через которую проходит звуковая волна, и другими его частями практически не успевает произойти, п поэтому изменение состояния тела при прохождении через него звуковой нолны осуществляется без подвода или отвода тепла, т. е. адиабатически. Так как вследствие малости изменений состояния действие внутреннего трения также оказывас. тся исчезающе малым, то звуковые колебания можно рассматривать как обратимый адиабатический или изоэнтропический процесс независимо от того, как меняется состояние всего тела в целом. [c.77]

Преимущество i—s-диаграммы состоит еще и в том, что линия изобарического процесса на ней изображается одинаковым образом для всех веществ [поскольку (dilds)p = 7], т. е. не зависит от физических свойств вещества. Так, например, обратимый изобарический теплообмен изображается линией, которая равно относится как к телу, отдающему теплоту (теплоотдатчику), так и к телу, получающему теплоту, напримцр., рабочему телу. [c.139]

Второе начало классической термодинамики формулируется как объединенный принцип существования и возрастания некоторой функции состояния тел и сложных систем — энтропии (термин энтропия предложен Р. Клаузиусом en— в, внутрь и trope или tropos — обращение, путь в целом — обращение внутрь, мера обесценения энергии). Дифференциал энтропии есть полный дифференциал dS, определяемый в обратимых процессах как отношение подведенного извне элементарного количества теплоты SQ gp к абсолютной температуре Т. (в обратимых процессах внутренний теплообмен отсутствует, 5Q = 0). [c.47]

Под скоростью звука понимают скорость распространения в теле малых возмущений, в частности упругих волн малой амплитуды. Слабые упругие волны называют звуковыми. В распространяющейся звуковой волне процессы сжатия и расширения происходят настолько быстро, что теплообмен между той частью тела, через которую проходит звуковая волна, и другими его чa т ми практически не успевает произойти. Поэтому изменение состояния тела при прохождении через него звуковой волны осуществляется без подвода или отвода теплоты, т. е. адиабатически. Так как вследствие малости изменений состояния действие внутреннего трения оказывается исчезающе малым, то звуковые колебания можно рассматривать как обратимый адиабатический или изоэнтропический процесс, независимо от того, как меняется состояние всего тела в целом. Скорость звука представляет собой характерную для данного вещества величину, изменяющуюся в зависимости от его состояния, и определяется по формуле [c.104]

Иначе обстоит дело, если речь идет об и з о л и р о в а и н о й системе тел, т, е. такой, которая не может обмениваться теплом с внешними 1)0 отношению к ней телами. Рассмотрим, что происходит с энтропией такой системы при наличии тепловых явлений в ней. Возьмем простейший случай, когда такая система состоит из двух тел А и В (рис. 2-22), между которыми происходит теплообмен. У того тела, которое получает тепло, энтропия будет возрастать, а у того, котороз будет отдавать тепло, — уменьшаться. Одмако если разность температур между ними бесконечно мала, энтропия всей системы в целом будет оставаться постоянной. Переход тепла от одного тела к другому при бесконечно малой разности температур — обратимый процесс можно сказать, что если в изолированной системе происходят обратимые процессы, то энтропия такой системы остается без изменения. [c.101]

Таким образом, если в процессе изменения состояния рабочего тела между телом и окружающей средой при конечной разности температур происходит теплообмен, то он сопровождается необратимыми явлениями обесценивания теплоты, поэтому такой процесс назшается термически необратимым. При совершении термически обратимого процесса в обратном направлении теплота будет отводиться при той же температуре, что и подводилась в прямом, и никаких необратимых изменений в окружающей среде не произойдет. [c.106]

При переходе в состояние равновесия требуется в общем случае подводить или отводить теплоту. Чтобы обеспечить условие обратимости процесса с теплообменом, последний должен происходить при бесконечно малой разности температур. В рассматриваемой системе, состоящей из рабочего тела и окружающей среды, есть только один источник теплоты — окружающая среда. Поэтому подвод или отвод теплоты можно осуществлять обратимо только по изотерме при температуре окружающей среды. В противном случае температура рабочего тела будет отличаться от температуры окружающей среды, теплообмен будет совершаться при конечной разности температур и, следовательно, необратимо. Чтобы совершать изотермический процесс подвода (отвода) теплоты при темперглуре окружающей среды, необходимо предварительно довести температуру тела Т до температуры [c.130]

Действительные процессы сжатия и расширения рабочего тела, характеризующиеся наличием потерь и теплообменом со стенками цилиндра, при построении теоретического цикла двигателя условно заменяются обратимь[ми адиабатами. Процесс сгорания, в результате которого рабочая смесь цревращается, вообще Рис. lil-l. говоря, в новое вещество — продукты сгорания, [c.378]

Если необратимость вызвана теплообменом при конечной разности температур (температура газа Г меньше температуры источника Г ), то возрастание энтропии рабочего тела (1з=6д1Т оказывается больше, чем 5обр=б 7/7 1 в обратимом 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 =р Р< <СР=рР. Работа расширения против этой силы Ы=Р (1у=р (1ь< [c.28]

Физике известны два процесса, являющиеся обратимыми при условии бесконечно медленно10 их протекания. К ним относятся изотерм-иый, идущий при неизменной температуре, и адиабатный, не сопровождающийся теплообменом с внешней средой. Изотермный проаесо 1-2 (см. рис. 8, б) проходит при одинаковой температуре источника и рабочего тела, поэтому, естественно, обеспечиваются условия передачи отводимой от тела теплоты в обратном процессе источнику теплоты ИТ, от которого в прямом процессе эта теплота была заимствована. ()ыше указывалось, что при совпадении прямого и обратного процессов эти количества теплоты равны по абсолютному значению, но противоположны по знаку. То же можно сказать в отношении работы, которой обменивается рабочее тело в окружающей средой, В результате протекания процесса в обоих направлениях и тело и среда возвратятся [c.42]

Согласно второму закону термодинамики, работа будет максимальна, если при переходе системы в состояние равновесия с окружающей средой все процессы будут полностью обратимыми (равновесными). Е сли при этом система получает первичную энергию от источников, то эти процессы также должны быть равновесными. Из условия обратимости следует, что теплообмен с окружающей средой может происходить только в равновесном изотермиом процессе при температуре Т . Процесс обмена работой также долл ен бы гь равновесным, но при этом нужно учесть, что не вся работа, совершаемая системой, может быть отдана потребителю часть ее должна быть затрачена на вытеснение соответствующего объема окружающей среды с противодавлением рд. Поэтому при вычислении функций работоспособности учитывается только полезная работа 1 , равная разности работы деформации системы/ыо и работы но вытеснению объема окружающей среды [c.367]

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]

Из сравнения (3.68) — (3.72) и (3.84) — (3.87) следует, что математические модели равновесного и замороженного течений описываются одинаковой системой дифференциальных уравнений. Совпадение математических моделей указывает на подобие замороженных и равновесных течений. В основе этого подобия лежит тот фа-кт, что единственным источником производства энтропин [284, 285] и в первом и во втором случаях являются трение и теплообмен. Следовательно, при отсутствии трения и теплообмена замороженное и равновесное течения являются обратимыми процессами. [c.139]

Ресурсные испытания макетов теплообменного оборудования на петлевых установках с N264 при давлении 80—170 бар и температуре 520—540 °С также подтвердили стабильность и обратимость газожидкостного цикла на N264 [1.27]. [c.33]

Переходя к выводу основных соотношений, напомним предварительно, что при обратимом течении с теплообменом элементарное приращение кинетической энергии выражается зависимостью такого же вида, как и в изоэнтропий-ном процессе [Л. 211 [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...