Процесс Термодинамика

Собственно только с возникновением термодинамики необратимых процессов термодинамика становится настоящей динамикой теплоты до этого она представляла собой лишь термостатику. [c.331]

Теплопередача, т. е. обмен теплотой между телами различной температуры, представляет собой один из основных процессов термодинамики необратимых процессов. [c.437]

Термодинамика — наука, изучающая самые разнообразные явления природы, сопровождающиеся передачей или превращениями энергии в различных физических, химических, механических и других процессах. Термодинамика как наука сложилась в середине XIX в., когда в связи с широким развитием и использованием тепловых машин возникла острая необходимость в изучении закономерностей превращения теплоты в работу, создании теории тепловых машин, используемой для проектирования двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных установок и т. д. Поэтому основное содержание термодинамики прошлого столетия — изучение свойств газов и паров, исследование циклов тепловых машин с точки зрения повышения их к. п. д. В силу этого основным методом термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. С этим этапом развития термодинамики связаны прежде всего имена ее основателей С. Карно, Б. Клапейрона, Р. Майера, Д. Джоуля, В. Томсона (Кельвина), Р. Клаузиуса, Г. И. Гесса и др. [c.4]

Для необратимых процессов термодинамика позволяет получить систему неравенств, показывающих направление неравновесных процессов. Например, можно убедиться что для цикла, содержащего неравновесные процессы, инте рал Клаузиуса меньше нуля. [c.44]

Значение технической термодинамики заключается в том, что она устанавливает принципы наиболее эффективного или оптимального преобразования различных видов энергии и тем самым отвечает на первостепенный с практической точки зрения вопрос о том, как организовать процесс преобразования, обеспечивающий наибольший КПД, т. е. как оптимизировать рабочий процесс. Термодинамика позволяет прогнозировать и оценивать эффективность различных новых способов получения полезной работы, что имеет определяющее значение для выбора направлений развития энергетики. [c.503]

Эти замечания показывают, что в настоящее время поставлена проблема создания общей теории неравновесных процессов. Термодинамика необратимых процессов и теория цепных процессов являются ее важнейшими разделами, находящими приложение в различных областях физики, химии и биологии. Появление новых исследований и монографий по этим разделам теории необратимых процессов представляет поэтому значительный интерес. [c.13]

Однако и после того, как будет разработана детальная теория необратимых процессов, термодинамика этих процессов сохранит большое значение, которое можно сравнить со значением термодинамики обратимых процессов, ибо она позволит решать, какие результаты зависят от конкретных предположений о механизме микроскопических процессов, например, от предположений о характере молекулярных взаимодействий. и какие выводы имеют универсальное значение. [c.33]

В книге изложены основные законы термодинамики. Рассмотрены уравнения состояния идеальных и реальных газов. Особое место уделено изложению метода исследования термодинамических процессов, термодинамики газового потока и циклам двигателей внутреннего сгорания. [c.2]

ВИЯМ второго принципа термодинамики, описывающим необратимые процессы, ибо метод циклов лежит в основе вывода этих следствий. М. Планк убедительно показал, что суть второго принципа термодинамики состоит в признании существования и в описании необратимых процессов. Вместе с тем мерой необратимости любого процесса (безразлично — разомкнутого или замкнутого) служит вызываемая этим процессом деградация энергии системы. Как известно, деградация энергии системы равна произведению абсолютной температуры окружающей среды на прирост энтропии системы. А этот прирост выражается интегралом по замкнутому контуру, т. е, по циклу. Другой математической характеристики необратимых процессов термодинамика не знает. [c.353]

Все процессы, протекающие в двигателях, происходят при конечных значениях скоростей, конечных разностях температур и обладают, таким образом, всеми признаками необратимости. Ввиду сложности явлений, происходящих в газе при необратимых процессах, термодинамика не может непосредственно решать задачи, связанные с необратимыми изменениями состояния, и поэтому в первую очередь изучает обратимые процессы, хотя они, требуя для своего осуществления идеальных условий, в двигателях не происходят. [c.62]

Возможно, Клаузиус надеялся предложить (хотя это ему не удалось) способ вычисления величины М, связанной с необратимыми процессами. Термодинамика XIX в. оставалась в ограниченной области идеализированного обратимого преобразования и не располагала теорией, которая устанавливала бы явную связь Энтропии с необратимыми процессами. Некоторые авторы высказывали мнение, что энтропия представляет собой физическую величину, которая распределена в пространстве и переносится (см., например, [7]), но теория, которая бы связывала необратимые процессы с энтропией, так и не была сформулирована в XIX в. [c.96]

Одно дополнительное замечание читатель, знакомый с учебниками по термодинамике, может припомнить чувство неудовлетворенности, возникающее при выводе уравнений, подобных уравнению (4-4.4), из-за некоторой расплывчатости соображений, касающихся обратимых и необратимых процессов, которые использовались где-то в ходе рассуждений. В последующем мы будем говорить о реальных процессах, которые являются необратимыми. Полученные соотношения относятся к области термодинамики необратимых процессов. Равновесные соотношения (или соотношения термостатики), а также соотношения линейной неравновесной термодинамики (типа соотношений Онзагера) можно получить как некоторые предельные случаи. [c.149]

Здесь возникает тонкий вопрос, поскольку с первого взгляда можно выделить две различные точки зрения. Можно полагать, что второй закон термодинамики налагает некоторые ограничения на допустимые процессы, т. е. его выполнение потребовало бы, чтобы некоторые превращения данного материала были бы запретными. С другой стороны, можно полагать, что ограничения налагаются на уравнения состояния как будет показано ниже, правильна вторая точка зрения. [c.150]

Термодинамика изучает законы превращения энергии в различных процессах, происходящих в макроскопических системах и сопровождающихся тепловыми эффектами. Макроскопической системой называется любой материальный объект, состоящий из большого числа частиц. Размеры макроскопических систем несоизмеримо больше размеров молекул и атомов. [c.6]

Для задач технической термодинамики важно не абсолютное значение внутренней энергии, а ее изменение в различных термодинамических процессах. Поэтому начало отсчета внутренней энергии может быть выбрано произвольно. Например, в соответствии с международным соглашением для воды за нуль принимается значение внутренней энергии при температуре 0,01 °С и давление 610,8 Па, а для идеальных газов — при [c.12]

Проинтегрировав уравнения (2.7) и (2.11) для некоторого процесса, получим выражение первого закона термодинамики в интегральной форме [c.15]

Однако в технической термодинамике обычно используется не абсолютное значение энтропии, а ее изменение в каком-либо процессе [c.20]

Несмотря на эквивалентность теплоты и работы, процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая энергия может быть полностью превращена в теплоту, например, путем трения, однако теплоту полностью превратить в механическую энергию в периодически повторяющемся процессе нельзя. Многолетние попытки осуществить такой процесс не увенчались успехом. Это связано с существованием фундаментального закона природы, называемого вторым законом термодинамики. Чтобы выяснить его сущность, обратимся к принципиальной схеме теплового двигателя (рис. 3.2). [c.21]

Ранее было показано, что для равновесных процессов справедливо соотношение ds = 6q/T. Разобранный пример достаточно наглядно показывает, что в неравновесных процессах ds> bq/Т, если б<7 — количество подведенной к системе или отведенной от нее теплоты, а Т — температура источника теплоты. Обе записи являются аналитическими выражениями второго закона термодинамики [c.27]

Таким образом, энтропия изолированной системы в каком-либо состоянии пропорциональна натуральному логарифму вероятности данного состояния. Так как природа стремится от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным, энтропия изолированной системы уменьшаться не может. Эти два утверждения являются, по сути дела, статистической и феноменологической формулировками второго начала термодинамики. Различие между ними состоит в следующем. Статистическая формулировка утверждает, что в изолированной системе процессы, сопровождающиеся возрастанием энтропии, являются наиболее вероятными (но не являются неизбежными), в то время как феноменологическая формулировка считает такие проце<,хы единственно возможными. [c.28]

Основываясь на втором начале термодинамики, установим количественное соотношение между работой, которая могла бы быть совершена системой при данных внешних условиях в случае протекания в ней равновесных процессов, и действительной работой, производимой в тех же условиях, при неравновесных процессах. [c.29]

Количество подведенной (или отведенной) в процессе теплоты можно определить с помощью уравнения первого закона термодинамики q = (u2 — [c.33]

Если в потоке мысленно выделить замкнутый объем рабочего тела и наблюдать за изменением его параметров в процессе перемещения, то для описания его поведения будут пригодны все полученные выше термодинамические соотношения и, в частности, первый закон термодинамики в обычной записи q = = Ди + /. [c.44]

Согласно второму закону термодинамики самопроизвольный процесс переноса теплоты в пространстве возникает под действием разности температур и направлен в сторону уменьшения температуры. [c.69]

Предположим, что адиабаты пересекаются в точке с. Проведем между ними изотермический процесс аЬ, получим цикл аЬс, в котором совершается работа (эквивалентная заштрихованной площади) за счет охлаждения одного источника теплоты, что противоречит второму закону термодинамики. [c.209]

Таким процессом является, например, изотермическое расширение идеального газа, находящегося в тепловом контакте с горячим источником. Так как в этом процессе изменение внутренней энергии равно нулю, то согласно первому закону термодинамики, работа, совершенная при расширении газа, равна количеству теплоты, переданной от горячего источника. Таким образом, имеет место полное превращение теплоты в работу. Но это не противоречит второму закону термодинамики, который утверждает, что невозможен процесс, единственным конечным результатом которого будет превращение в работу теплоты, извлеченной от горячего источника. Действительно, в конце изотермического процесса газ занимает объем больше, чем он занимал вначале. Изменение состояния газа и является компенсацией превращения теплоты в работу. [c.209]

Основные законы термодинамики достаточно широки, чтобы найти разнообразные применения в физике, химии и технике. В результате развития термодинамики появилось много различных точек зрения при рассмотрении отдельных вопросов. Тем не менее оказалось возможным в пределах данной книги ограничиться основными понятиями и рассмотреть такие применения, которые относятся к превращению теплоты в работу, а также в качестве специальных примеров процессы с переносом вещества и системы с химическими реакциями. [c.26]

Обсуждение второго закона термодинамики в гл. 6 основано непосредственно на статистических выводах, взятых из гл. 3 и 4. Так как энтропия определена как функция состояния, анализ обратимых циклических тепловых двигателей и необратимых процессов дается как естественное применение основных принципов. [c.28]

Теплота — переходная форма энергии. Ее количественная оценка должна зависеть от механизма этого перехода. Так как классическая термодинамика не рассматривает подробно механизм теплопроводности, конвекции и радиации, количество перенесенной теплоты может быть вычислено термодинамически только при наблюдении влияния процесса переноса теплоты на свойство системы и окружающей среды. [c.34]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Тем не менее всего лет 15—20 назад эта связь была развита до такой степени, что уже на основе теории информации (а Не наоборот ) разработана сложная система универсальной — обратимых и необратимых процессов — термодинамики, вытекающая из единой группы исходных уравнений (автор ее американец М Трайбус). Заметим, что до этого существовали отдельно термодинамика обратимых, то есть идеальных, процессов — классическая, и термодинамика необратимых — реальных процессов. В первой все реальные процессы рассматриваются и просчитываются как идеальные, обратимые а для учета их действительной необратимости конечные результаты умножаются на соответствующие поправочные опытные коэффициенты. Во второй в исходные зависимости включаются показатели — скорость возраста- [c.172]

Но наибольший вклад в осуществление синтеза аммиака внесли немецкие ученые Ф. Габер и В. Нернст, исследовавшие процессы термодинамики газовых реакций. Изучение вопроса, связанного с синтезом аммиака, было начато Ф. Габером в 1904—1905 гг. и в 1906—1907 гг. — В. Нернстом. В. Нернст, определив тепловой эффект реакции, а также теплоемкости веществ при различных температурах, способствовал практическому осуществлению синтеза аммиака. [c.165]

Для термодинамического метода характерно рассмотрение окончательного эффекта, к которому приводит данное явление. Таким образом, не изучая зачасту.ю промежуточные стадии процесса, термодинамика во многих случаях предсказывает конечный эффект. [c.27]

Свободная энергия имеет еще одно интересное свойство, которое вытекаг ет из того обстоятельства, что она связана со степенью самопроизвольности процесса. Каждый самопроизвольно протекающий процесс может быть использован для выполнения полезной работы, по крайней мере, в принципе. Например, падение водопада несомненно представляет собой самопроизвольный процесс. Он принадлежит к числу таких процессов, с помощью которых можно получать полезную работу, заставляя падающую воду вращать лопасти турбины. Точно так же при сгорании бензина в цилиндрах автомобильного двигателя выполняется полезная работа перемещения автомобиля. Количество работы, получаемой в конкретном процессе, зависит от того, как он проводится. Например, если сжечь литр бензина в открытом сосуде, то мы вообще не получим полезной работы. В автомобильном двигателе общая эффективность получения работы невысока, приблизительно 20%. Бели бы бензин реагировал с кислородом при других, более благоприятных условиях, то при этом можно было бы получить гораздо большее количество работы. На практике мы никогда не получаем максимального количества работы, возможного с теоретической точки зрения. Однако чтобы иметь представление о том, насколько успешно мы извлекаем работу из процессов на практике, полезно знать, какое максимальное количество работы в принципе можно получить в результате каждого конкретного процесса. Термодинамика утверждает, что максимальная полезная работа, которая может быть получена при помощи самопроизвольного процесса, проводимого при постоянных температуре и давлении, равна изменению свободной энергии в этом процессе. [c.312]

Изложены o iioBEii технической термодинамики и теории тепло-и массообмена. Приведены основные сведения по процессам горения, конструкциям топок и котельных агрегатов. Рассмотрены принципы работы тепловых двигателей, паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания и компрессоров. Описаны компоновки и технологическое оборудование тепловых электрических станций, а также оборудование промышленных теплоэнергетических установок. Первое издание вышло в 1982 г. Второе издание дополнено материалами для самостоятельной работы студентов. [c.2]

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]

В соответствии с первым законом термодинамики для закрытых систем, в которых протекают равновесные процессы, 6q = du-irpdv. [c.15]

Самопроизвольные (а значит, и неравновесные) процессы в изолированной системе всегда приводят к увеличению энтропии. Это положение предстаЕ)ляет собой наиболее общую формулировку второго начала термодинамики для неравновесных процессов, известную под названием принципа возрастания энтропии. [c.27]

Уравнения первого закона термодинамика для адиабатного процесса принимают вид pdT vdp = Q dT- -- -pdv = Q. Поделив первое уравнение на второе, получим [c.32]

Работа расширения при адиабатном процессе согласно первому закону термодинамики совершается за счет уменьшения внутренней энер1ии и может быть вычислена по одной из следующих формул [c.33]

Согласно уравнению первого закона термодинамики для потока (5.3) в случае, когда 2 = l и <7аиеш = <7о (поскольку процессы равновесны), i7 = /io —/ii+ [c.54]

Второй закон термодинамики автор также сформулировал не на термодинамической, а на статистической основе — изолированная система, свободная от одухотворенного выбора, сама произвольно стремится перейти в состояние, которое может осуществиться наибольшим числом способов . Поэтому неудивительно, что прежде чем подойти к описанию содержания второго закона термодинамики и его следствиям, автор сравнительно подробно остановился на статистическом подходе к рассмотрению термодинамических процессов и термодинамических функций, и такие понятия, как энтропия, термодинамические функции и — TS и и — TS + pv, появились в книге раньше, чем было рассмотрено содержание второго закона термодинамики. Излагая содержание последнего, автор высказывает мысли, по существу примыкающие к признанию тепловой смерти мира так, он утверждает, что второй закон термодинамики эквивален- [c.23]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...