Работа в термодинамических процессах простых тел

Работа в термодинамических процессах простых тел [c.34]

РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПРОСТЫХ ТЕЛ [c.45]

Расчетное выражение работы в термодинамических процессах простых тел можно получить на основе сопоставления выражений для элементарной термодинамической (б/=рс у) и элементарной потенциальной работы =—vdp). [c.45]

Взаимодействие окружающей среды н термодинамической системы осуществляется путем подвода (отвода) к последней энергии в форме теплоты или работы в термодинамическом процессе. Обычно любая система (в простом случае—тело) содержит некоторый запас внутренней энергии, которая складывается из кинетической и потенциальной энергии всех микрочастиц (атомов и молекул). Путем подвода (отвода) теплоты или работы можно изменить внутреннюю энергию системы. Сами теплота и работа не являются видами энергии, а являются формами переноса внутренней энергии. [c.16]

Индикаторная диаграмма дает возможность исследовать совершенство рабочих процессов в двигателе и определить так называемые индикаторные параметры двигателя работу, к. п. д., мощность, удельный расход топлива. Однако индикаторная диаграмма не является круговым обратимым термодинамическим процессом — циклом и не дает возможности сравнительно просто определить изменение состояния рабочего тела в отдельных термодинамических процессах, из которых состоит цикл. [c.152]

В основе работы ГТУ ле кат идеальные циклы, состоящие из простейших термодинамических процессов. Термодинамическое изучение этих циклов базируется на предположениях аналогичных тем, которые были сделаны в главе XII, а именно циклы обратимы, подвод теплоты происходит без изменения химического состава рабочего тела цикла, отвод теплоты предполагается обратимым, гидравлические и тепловые потери отсутствуют, рабочее тело представляет собой идеальный газ с постоянной теплоемкостью. [c.162]

В исследованиях термодинамических процессов изменения состояния простых тел основной интерес представляет изображение процессов изменения состояния в универсальных координатах работы, р-у. [c.29]

Теплообмен в любом термодинамическом процессе изменения состояния простых тел может быть выражен в зависимости от величины термодинамической или потенциальной работы, в общем случае рассматривая термодинамический процесс как политропу с переменным показателем. [c.36]

Наконец, в противоположность физическим процессам изменения состояния, в которых работа всегда представляет собой работу изменения объема рабочего тела (расширения или сжатия), химическая реакция может сопровождаться работой, не связанной с изменением объема реагирующей системы (например, работа тока в цепи гальванического или топливного элемента). Такая работа называется полезной работой химической реакции. В термодинамически обратимых процессах, где эта работа имеет наибольшее значение, она называется максимальной полезной работой или просто максимальной работой. В противоположность этому работа, связанная с изменением объема системы, происходящим вследствие изменения числа киломолей при реакции, называется минимальной работой. [c.261]

Состояние рабочего тела или происходящий в нем процесс определяются только характером его взаимодействия с окружающей средой, т. е. с другими телами. В связи с этим вводится понятие термодинамической системы (в дальнейшем просто системы) как совокупности различных физических тел, имеющих возможность вступать в термические и механические взаимодействия, т. е. обмениваться энергией в форме теплоты или работы между собой и окружающими систему телами. [c.54]

Теплообмен в любом термодинамическом процессе изменения состояния простых тел может быть выражен в зависимости от р.еличины термодинамической работы процесса при этом всякий термодинамический процесс в общем случае рассматривается как политропа с переменным показателем (п. т). [c.47]

Покажем, как эта формула может быть получена с помощью термодинамических потенциалов. Рассмотрим сначала тепловой двигатель. Полезная внешняя работа в простейшем случае двигателя с двумя источниками тепла производится в результате двух изотермических и двух адиабатических процессов. При обратимом проведении процесса полезная внешняя работа изотермического процесса равняется убыли энергии Гиббса I — Т8, а работа адиабатического процесса — убыли энтальпии /. Поэтому максимальная полезная внешняя работа за один цикл составит (в дальнейшем индексы 1, 2, 3, 4 характеризуют состояния рабочего тела, вследствие обратимости всех процессов они находятся в соответствии также с состоянием теплоотдатчика и окружающей среды в начале и в конце теплового контакта между ними и рабочим телом) макс = [ (/ — Т8)х — (/ — Т8)2 + (/2 — з) + — Г5)з - (/ - Г5),] + (/4 - /1). [c.140]

Опыт отвечает на этот вопрос, по-видимому, утвердительно. Это легко видно в простых случаях, как, например, в случае газа, расширяющегося в пустоту, или при соприкосновении двух тел разной температуры. Таким, именно, образом — хотя и с некоторыми оговорками — мы можем установить следующий закон для необратимых процессов при адиабатическом процессе возрастает энтропия если процесс изотермический и работа равна нулю, то уменьшается свободная энергия если при изотермическом процессе внешние силы постоянны, то уменьшается термодинамический потенциал. [c.69]

Рассмотрим выражение для элементарной полезной работы dL, которая может быть произведена данном физическом процессе над внешним объектом работы. В простейшем случае это выражение имеет вид Ada, где а —внешний параметр, характеризующий данное явление, а Л—так называемая обобщенная сила, относящаяся к этому параметру. В случае тепловых процессов dL = — Vdp откуда видно, что внешним параметром является взятое с обратным знаком давление окружающей среды, а роль обобщенной силы играет объем тела. Поэтому, заменив в найденных выше термодинамических соотношениях (ом. 4-М) давление р эквивалентной ей в условиях 1ра0сматриваем 0Г0 явления величиной а, а V эквивалентной величиной А, получим искомое соотношение, определяющее особенности данного явления. На первый взгляд этот прием кажется формальным, однако это не так. Действительно, искомое соотношение могло бы быть получено и непосредственно из первого и второго начал термодинамики для этого достаточно было бы проделать все те выкладки, которые были проделаны при выводе приведенных в 4-11 соотношений. С помощью указанного приема можно избежать повторения выкладок ясно также, что, поскольку используемое термодинамическое соотношение является следствием первого и второго начал тер.модинамики, а соответствие между величинами р и а и У и Л установлено верно, нет оснований сомневаться в правильности окончательного результата. [c.153]

На практике сделать установку в виде, показанном на рис. 5.20, сложно, поэтому она реалкзуется в одной из модификаций, показанных на рис. 5.21, с приводом поршней чаще всего от шатунно-кривошипного механизма. Модификация I повторяет без изменений схему на рис. 5.20. Модификации П и III конструктивно более просты в них два поршня заменены одним, а перемещение газа из полости Vq в и обратно производится специальным вытеснителем. При движении вытеснителя вверх газ переталкивается из полости Fg в Кр и наоборот. Поршень 2 при движении вверх сжимает газ, осуществляя функции теплого поршня, а при движении вниз воспринимает работу расширения как холодный поршень. Термодинамические процессы в установках всех трех модификаций проходят совершенно одинаково. Наиболее распространена модификация II, использованная фирмой Philips, впервые выпустившей такие рефрижераторы на азотный уровень температур с гелием в качестве рабочего тела. КПД таких машин довольно высок и достигает примерно 40 % при оптимальной температуре Го (около 120 К). При Го = 80 К = 20 %. [c.322]

Исходя из этого в термодинамике принцип эквивалентности энергии в форме тепла (или просто тепла) и в форме работы (или просто работы) формулируется так если к телу в каком-либо термодинамическом процессе была подведена энергия в форме тепла, то за счет этой энергии тело может отдат,ъ внешним телам энергию в форме работы в сторого эквивалентном количестве, или, несколько условно, но в соответствии с принятой терминологией, — за счет подведенного тепла тело может совершить работу в строго эквивалентном количестве, т. е. [c.58]

Трудно придумать более простой прием, чем прием вычитания Клаузиуса, использованный для получения реальной работы как разности между вводимой в установку превратимой энергией и эксергетическими потерями. Этот прием, лежащий в основе энтропийного метода, позволяет при известном исследователю значении первичной превратимой энергии получить выработанную организованную энергию или эксергию тепла путем однообразного вычитания отнимаемых от нее слагаемых (эксергетических потерь), вычисляемых как произведение температуры окружающей среды на сумму изменений энтропии всех тел, участвующих в рассматриваемом процессе. Отсюда получается для самых сложных энергетических установок простейший вид термодинамического анализа. Очень важной деталью этого анализа служит простая связь между коэффициентом эксергетических потерь и соответствующим перерасходом топлива (в теплоэнергетических установках) или перерасходом электроэнергии установках) или перерасходом электроэнергии (в холодильных и теплонасосных установках). [c.352]

Изучение сверхзвуковых потоков разреженных газов представляет интерес как для решения практических задач, связанных с полетами тел на больших высотах, так и для решения принципиальных вопросов аэродинамики разреженных газов. Экспериментальных работ в области сверхзвуковых течений разреженных газов опубликовано мало. Это объясняется в большой степени методическими трудностями. Большинство методов, успешно применяемых для исследования течений плотных газов, или не применимо в случае течений разреженных газов, или их применение требует сложных усовершенствований. Так обстоит дело с интерферометрическим методом, шлиренметодом, методами спектрального поглощения, а также методами поглощения рентгеновских и электронных пучков [1]. Их применимость ограничивается давлениями 1— 10 мм рт. ст. Поэтому метод визуализации, использующий свойства послесвечения, представляется наиболее перспективным для исследований течений разреженных газов. В основе метода лежит зависимость интенсивности послесвечения от термодинамического состояния газа. Применение метода ограничивается давлением, при котором уже невозможно организовать разряд, вызывающий длительное послесвечение. В зависимости от условий эксперимента, предельное давление может быть доведено до 8—6- 10 мм рт. ст. В статье [1] дается обзор работ, посвященных исследованию свойств послесвечения в азоте и воздухе и их применению в газодинамических исследованиях. Преимущество азота и воздуха по сравнению с другими газами состоит в том, что в них легко вызывается послесвечение большой длительности (1 —10 сек). Медленное затухание свечения позволяет работать на стационарных аэродинамических установках и получать картины обтекания тел регистрацией на фотопластинку. В таких газах, как Не, Аг, Ые, Нг и др., послесвечение длится в среднем 10 —10 сек. При таком быстром затухании приходится работать в области малых интенсивностей света, а это вызывает необходимость фотоэлектронной регистрации. Малая продолжительность послесвечения накладывает ограничение на скорость исследуемых процессов — они должны протекать за 10— 10 сек. Процесс сжатия газа в ударной волне отвечает этому требованию. Что касается более медленных процессов, то они будут регистрироваться с искажениями, вызванными наложением процесса высвечивания на исследуемый процесс. Возможность использования послесвечений небольшой длительности позволяет выбрать наиболее простой тип возбуждающего разряда. [c.138]

Решение поставленной проблемы заключается в поиске такой совокупности и последовательности простейших термодинамических процессов (изохорного, изотермического, изобарного, адиабатного или политропиче-ского), которая обеспечивала бы максимальный КПД цикла. Выясним физический смысл, который закладывается в понятие КПД цикла . Циклический процесс в расширительной машине осуществляется с целью преобразования энергии из тепловой формы в механическую форму. Количество энергии И рез которое отводится от тепловой машины в окружающую среду в механической форме, представляет полезный эффект. В ходе циклического процесса к рабочему телу подводится энергия в тепловой форме в количестве Ql. Вполне естественно, что на практике стремятся достичь такой эффективности работы тепловой машины, чтобы всю подводимую к рабочему телу энергию Ql преобразовать из тепловой формы в механическую форму (И рез = Ql) [c.13]

Термодинамические погенцналы. Метод термодинамич. потенциалов испо.тьзуют для описания обрати.мых процессов. В простейшем случае равновесное состояние тела можно описать двумя параметрами, при этом можно ограничиться выражением (4) для совершённой над телом работы. Из соотношений (5) и (6) iiojTy4iieM след, выражение для дифференциала внутр. энергии [c.85]

Основными задачами нашего исследования явятся вывод уравнения процесса, т. е. уравнения, устанав.чивающего зависимость между давлением рабочего тела и его удельным объемом [р = j (v)] определение тепла, изменения внутренней энергии и энтальпии, работы газа в процессе. Следует иметь в виду, что этим, конечно, не могут быть исчерпаны задачи, возникающие нри исследовании любого процесса. После изучения второго закона термодинамики, когда возможности решения многих термодинамических задач значительно расширяются, исследование этих простейших процессов будет продолжено. Ниже также будет показано, что любой из процессов, рассматриваемых в настоящей главе, является всего лишь частным случаем некоторого обобщающего процесса. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...