Термодинамические процессы 5- 1. Термодинамический метод исследования

Современная термодинамика не является застывшей наукой. С одной стороны, ширятся объекты исследования, где могут быть применены термодинамические методы исследования области высоких и низких температур, области очень малых и больших давлений. С другой стороны, новые открытия рождают и новые области применения термодинамики термодинамика термоядерных реакций, термодинамика плазмы, релятивистская термодинамика, термодинамика отрицательных абсолютных температур и т. д. И, наконец, не остаются неизменными и сами методы термодинамического исследования эксергетический метод, методы термодинамики необратимых процессов и др. [c.228]

Исторически термодинамика возникла в XIX в. в связи с необходимостью изучения процессов превращения теплоты в работу в паровых машинах. В XX в. термодинамика как наука охватила уже значительно больший круг вопросов. В настоящее время термодинамический метод исследования широко применяется в различных областях физики, химии, биологии и многих других науках и отраслях техники. Являясь одной из самых обширных областей современного естествознания, термодинамика играет важную роль в системе знаний, необходимых инженеру любой специальности в его практической деятельности. [c.7]

В целом книга рассчитана на читателей, знакомых с основами термодинамики и принципами получения низких температур и углубляющих свои знания в области теории низкотемпературных процессов, неразрывно связанной с термодинамическим методом исследования. [c.2]

Настоящая книга состоит из двух частей. Первая часть посвящена термодинамическому методу исследования, вторая — вопросам применения этого метода для анализа некоторых задач техники низких температур. В каждой конкретной задаче подчеркнут минимально необходимый для анализа объем дополнительных данных. Показаны потенциальные возможности термодинамического метода и некоторая ограниченность сложившихся в практике приемов анализа низкотемпературных процессов. Однако в этой книге изложены не все вопросы термодинамики и теории низкотемпературных процессов. В ней рассмотрены только отдельные разделы этих курсов, формулирующие основные положения термодинамики, теории охлаждения, глубокого охлаждения и разделения газов методами конденсации, испарения и ректификации. [c.4]

Под процессом в системе понимается изменение ее состояния. Термодинамический метод исследования позволяет следить только за такими процессами в системе, которые протекают бесконечно медленно. При таком изменении состояния можно считать, что система в каждый момент времени переходит из одного равновесного состояния в другое. [c.50]

Равновесный (обратимый) процесс является абстракцией и Б чистом виде на практике из-за существования трения и теплообмена не встречается. Из этого, однако, не следует, что равновесные процессы не представляют интереса для изучения. Теоретическое исследование равновесных процессов термодинамическим методом позволило получить ряд законов, которые дают возможность предсказать, как необходимо проводить процессы в реальных системах, чтобы получить наилучшие результаты. [c.52]

В процессе своего развития термодинамика вышла за пределы теории тепловых двигателей, и ее законы в обобщенном виде нашли применение во многих других областях науки и техники. В результате и был создан термодинамический метод исследования любых макроскопических процессов, в которых так или иначе проявляются свойства энергии. [c.5]

Поэтому с точки зрения инженера-теплотехника интерес представляет не только термодинамический метод исследования процессов, с которыми ему приходится сталкиваться в своей практической деятельности, но и сопутствующее этому методу изучение микроструктуры рабочих веществ, при помощи которых осуществляются эти процессы, а также тех изменений ее, какими эти процессы сопровождаются. Именно поэтому параллельно с развитием общей термодинамики как науки чисто феноменологической всегда существовала и развивалась прикладная наука, которая в отечественной литературе получила название технической термодинамики и в которой термодинамический метод синтезируется с теоретическими и экспериментальными достижениями молекулярной физики и других наук, а на основе этого синтеза изучаются вопросы технического характера. Техническая термодинамика вместе с теорией тепло- и массо-обмена является теоретической базой всей современной теплотехники и этим предопределяется ее содержание. [c.6]

С особой простотой термодинамический метод исследования применяется к системам, находящимся в состоянии равновесия. При отсутствии равновесия картина очень усложняется. Между тем нас прежде всего интересуют процессы взаимного преобразования энергии, связанные с изменением состояния системы. Но мы уже установили, что изменения состояния возникают в условиях неравновесного взаимодействия с окружающей средой (при наличии разности потенциалов системы и окружающей среды, т. е. разности температур, давлений и т. п.). При этом в системе неизбежно образуется сложное распределение соответствующих потенциалов (температуры, давления и т. п.). Система реагирует на внешнее воздействие прежде всего на поверхности. Затем возмущение постепенно (с той или иной скоростью) распространяется внутрь. В любой момент этого процесса состояния системы являются неравновесными. [c.44]

Хотя двигатели внутреннего сгорания и не работают по замкнутому круговому процессу, все же их циклы условно считают круговыми обратимыми циклами и для изучения процессов превращения в них теплоты в работу, а также для выявления экономичности двигателей пользуются тем же термодинамическим методом исследования, какой применялся для изучения ранее рассмотренных циклов. Применяя этот метод к циклам двигателей внутреннего сгорания, процессы горения топлива рассматривают как процессы подвода к газу теплоты для превращения ее в работу Л/ и определяют теоретическое максимально возможное значение Получаемая [c.158]

Дальше говорится о внутренней энергии и приводятся соответствующие соотношения. Рассмотрение затем квазистатических и нестационарных изменений системы заканчиваются следующим заключением Квазистатическим процессом — при всей их разнородности и многообразии присущих им свойств — отвечают некоторые вполне общие количественные соотношения. Эти соотношения в своей совокупности образуют основу термодинамических методов исследования . [c.354]

Главнейшим достоинством термодинамических методов исследования является возможность осуществления теоретического анализа процесса без предварительного экспериментального проведения его [1—17,52,55]. [c.18]

Статистике исторически предшествовала термодинамика — учение о тепловых процессах, базирующееся на феноменологических принципах — началах термодинамики. Статистическая физика дала обоснование законам термодинамики, раскрывая внутренний механизм тепловых процессов. В настоящее время в науке применяются как статистические, так и термодинамические методы исследования физических явлений. [c.23]

Значения энтальпий для паров, газов и газовых смесей приводятся в технической и справочной литературе. Пользуясь этими данными, можно определять количество теплоты, участвующее в процессе при постоянном давлении. Энтальпия получила большое значение и применение при расчетах тепловых и холодильных установок и, как параметр состояния рабочего тела, значительно упрощает тепловые расчеты. Она позволяет применять графические методы при исследовании всевозможных термодинамических процессов и циклов. [c.66]

Полученную по уравнению (8-27) максимальную полезную работу называют работоспособностью, или эксергией, тела. За последнее время понятие эксергии широко используется при термодинамических исследованиях процессов. Метод исследования с помощью эксергии получил название эксергетического. [c.128]

Общий метод исследования термодинамических процессов водяного пара [c.190]

Какие методы применяют для исследований термодинамических процессов водяного пара [c.194]

Термодинамическое исследование физических явлений основывается на использовании начал термодинамики. Само применение начал термодинамики для решения физических задач осуществляется двумя способами. В соответствии с этим различают два метода термодинамики метод циклов (круговых процессов) и метод термодинамических потенциалов (или метод характеристических функций). [c.99]

Классическая термодинамика является мощным средством исследования обратимых процессов. И метод циклов, и метод термодинамических потенциалов позволяют получить основные закономерности термодинамических процессов, не вскрывая их молекулярного механизма. [c.234]

Как уже говорилось, для исследования термодинамических процессов применяют графические методы, для чего используют прямоугольную систему координат, в которой состояние рабочего тела может быть изображено точкой, а процесс — кривой. [c.136]

Принятый метод исследования является термодинамическим. Он опирается на основные положения термодинамики, знание которых является отправным пунктом при изучении термодинамических свойств веществ. К ним относятся первый и второй законы термодинамики, понятия о термодинамической температуре и энтропии, представления об обратимости и необратимости процессов и некоторые другие положения, вытекающие из первого и второго начал термодинамики. В книге не будут вводиться определения различных термодинамических величин (внутренней энергии, энтальпии, теплоемкости и т. д.), так как они даны в соответствующих курсах термодинамики. [c.5]

Разработаны методы исследования термодинамических процессов, которые позволяют определить работу процессов изменение внутренней энергии —и = Аи), количество теплоты соотношение между параметрами, теплоемкость процесса. [c.37]

Кроме описания лабораторных работ и методических указаний по их выполнению в книге приведены краткие сведения из области теплотехнических измерений и статистических методов их обработки (раздел первый), а также рассмотрены некоторые вопросы теории, связанные с экспериментальными методами исследования термодинамических (гл. 7) и теплофизических (гл. 11) свойств реальных веществ, с обобщением экспериментальных данных и моделированием процессов теплообмена (гл. 10), необходимые для выполнения лабораторных работ. [c.3]

Это уравнение справедливо при любых значениях h и I2 однако оно не вскрывает условий возможности осуществления течения потока газа с расчетной скоростью. Действительно, в ряде случаев для организации течения газа со скоростью, вычисленной по уравнению (153), необходимо иметь канал определенной геометрической формы. В этом смысле одно уравнение (153) является недостаточным для исследования процессов истечения. Для практического использования термодинамического метода необходимы дополнительные сведения. [c.119]

Теория пневматических систем машин — новый раздел общей теории машин и механизмов. В отличие от исследования машин, состоящих только из механизмов с твердыми звеньями, динамика которых полностью описывается уравнением движения, при исследовании пневматических систем уравнение движения рабочих органов должно быть решено совместно с уравнениями термодинамических процессов изменения состояния сжатого воздуха, являющегося рабочим телом системы. Таким образом, теория пневматических систем использует данные различных отраслей науки — механики твердого тела и механики упругой жидкости. При разработке методов динамического анализа и синтеза пневматических систем используются результаты, полученные как в общей теории машин, так и в термо- и газодинамике. Кроме вопросов динамики, существенными являются также вопросы логического анализа и синтеза пневматических систем, для решения которых используется аппарат математической логики, а также методы структурного синтеза релейных схем. [c.166]

Термодинамический метод исследования. 5.2. Изотермический процесс. 5.3. Изобарический процесс. 5.4. Изохорическнй процесс. [c.6]

Классическая термодинамика явилась мощным средством исс.пе-догчгмия обратимых процессов. 1,ля решения важнейших задач современной теплотехники, для исследования новых тепловых процессов и рабочих тел в. 30-х годах XX столетня были разработаны термодинамические методы исследования необратимых процессов. [c.8]

Термодинамический метод исследования основан на использовании всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Вместе с тем следует отметить, что теория относительности устанавливает эквивалентность взаимных превращений не только энергии, но и массы в соответствии с уравнением Л = с Лт. Поэтому следовало бы говорить о законе сохранения и превращения массы и энергии. Однако в процессах, рассматриваемых в технической термодинамике, изменения энергии таковы, что сопровождающее их от носительпое изменение массы, выражаемое со-оказывается пренебре- [c.22]

Техническая термодинамика, основные по южения которой изложены в предыдущих главах, является одним из разделов макроскопической физики и описывает изучаемые объекты в рамках четырех-ме-рного пространства — времени. Энергия и вещество принимаются при этом в виде непрерывных функций величин, определяющих вещество, характеризуют его только в целом и не имеют смысла в применении к отдельным частицам, составляюни1м это вещество К числу таких величин относятся давление, температура, объем и др. Термодинамические методы исследования тепловых процессов наглядны и дают достаточно достоверные результаты, подтверждаемые многочисленными опытами. [c.424]

Все реальные, осуществляемые человеком в его целях, процессы — суть процессы нестатические. Процессы ква-зистатические — суть абстрактные, идеальные процессы. Искусственно осуществить квазистатический процесс невозможно. Но, как было показано на примере, в условиях такого процесса величину внешнего воздействия (в данном случае — работу) в простой форме можно определить через параметры самой системы. Это открывает путь для количественного анализа. Поэтому понятие о квазистатическом процессе в термодинамике является понятием эталона, мерой сравнения и оценки реальных процессов. Весь аппарат-термодинамического метода исследования строится на основе понятия о квазистатическом процессе, позволяющем в наиболее простой и удобной для анализа форме записывать величину внешнего воздействия. Вот почему М. Ф. Окатов и И. Д. ван-дер-Ваальс цикл своих лекций назвали Курсом термостатики , подчеркивая тем самым квазистатический характер рассматриваемых процессов. Учитывая характер изучаемых процессов, можно было бы назвать эту науку и Термодинастатикой . [c.14]

Сравнительно недавно в результате работ Оизагера, Пригожи-на, Де Гроота и других ученых [Л. 910], заложивших основы так называемой термодинамики необратимых процессов, удалось распространить термодинамический метод исследования на реальные процессы, в Которых имеются отклонения от статического раз-иовесия, обусловленные наличием в системе стационарных и нестационарных, обладающих конечной скоростью потоков тепла, электричества и т. п. Были в дополнение к таким законам природы, как закон сохранения и превращения энергии, сформулированы етце два принципа и положены в основу новой термодинамики принцип линейности и принцип взаимности. [c.243]

В книге кратко излагаются основы технической термодинамики применительно к программе соответствующего курса для студентов-заочников теплотехнических специальностей высших учебных заведений, утвержденной Министерством высшего и среднего специального образования. Термодинамический метод исследования тепловых, тепломеханических и химических процессов сочетается в книге с испольдо-ванием необходимых сведений из области молекулярной и статистической физики. [c.2]

Термодинамический метод исследования процессов переноса тепла и массы вещества базируется на законе сохранения и превра-ще1ния энергии и законе сохранения массы вещества, которые составляют всеобщий за-ИОН П рироды. [c.18]

Термодинамический метод исследования превращения теплоть в работу при осуществлении различных циклов заключается в том что действительные процессы, протекающие в тепловом двигателе заменяются обратимыми термодинамическими процессами. [c.178]

Проф. Грузинцеву удалось при построении общей теории показать исключительную силу основного термодинамического метода исследования, его обп носп, и возможность самого широкого применения его при изучении разнообразных физических и химических процессов и установлении их закономерностей. [c.154]

Кроме того, надо сказать, что в некоторой части само сочинение Мостовича несколько отстает от современного ему состояния науки и техники. Так, например, в не-м ни слова не сказано о диаграмме i—S и ее значении, а ведь этот вопрос в те годы имел уже огромное прикладное значение. Следовало бы в книге сказать и о взглядах Больцмана на второй закон термодинамики. Не сказано в книге и о термодинамическом методе исследования Дюгема — Гиббса, который был обстоятельно изложен в учебнике Грузинцева и имел в нем широкое при.менение при исследовании многих физических и химических процессов. [c.178]

Два последние десятилетия характеризуются все более глубоким лроникновением термодинамических методов исследования В самые различные отрасли знания, в том числе и теорию металлургических процессов- [c.7]

Термодинамические методы исследования впервые были применены к изучению химических процессов около ста лет тому назад. Постановка вопроса о создании расчетных методов для определения условий равновесия могла возникнуть только с 1867 г., после того как норвежцами Гульдбергом и Вааге был впервые сформулирован закон действующих масс. [c.17]

Техническая термодинамика изучает применение законов термодинамики к процессам взаимного превращения теплоты и работы. Имея данные о действительном механизме процесса, всегда можно схематизировать каждый из реальных процессов так, чтобы можно было осуществить полный его термодинамический анализ. Сущность этой схематизации состоит в том, что из совокупности всех участвующих в процессе тел выделяется рабочее тело, с помощью которого осуществляется данный процесс, а остальные тела рассматриваются как источники (и поглотители) теплоты. Такая совокупность тел, находящихся во взаимодействии, называется термодинамической системой. Для определения пблезной работы процесса и количества переданной теплоты, что составляет главное содержание прикладной части термодинамики, необязательно знать все особенности кинетики реального процесса. Вполне достаточно, чтобы наряду с внешними условиями, в которых протекает процесс, были известны лишь начальные и конечные состояния всех участвующих в процессе тел. При этом для лучшего понимания физического смысла изучаемых процессов термодинамический метод анализа обычно сочетается с молекулярными и статическими исследованиями. [c.6]

В термодинамике использунэтся два метода исследования метод круговых процессов и метод термодинамических функций и геометрических построений. Последний метод был разработан и изложен в классических работах Гиббса. Этот метод получил за последнее время наибольшее распространение. [c.9]

Те р м о д и н а м и к а — наука о преобразовании энергии. Ее возникновение в конце лервой четверти прошлого столетия было вызвано необходимостью научного обоснования принципа действия и методов расчета тепловых двигателей. Однако в своем дальнейшем развитии благодаря универсальности и изяшеству своих методов термодинамика перешагнула границы теплоэнергетики и ее методы анализа с большим успехом стали применять во многих других областях знаний, нередко весьма далеких от теплоэнергетики. Можно с уверенностью сказать, что изучение свойств веществ и особенности изменения их состояния — это, в сущности, изучение процессов превращения энергии. От явлений микромира до процессов в галактиках, от простого механического перемещения до сложнейших биологических процессов, всевозможные физические и химичес1 ие превращения, электромагнитные и гравитационные явления, распад и синтез атомных ядер, рождение и гибель звезд — во всем этом оп ределяющую роль играют превращения энергии. Поэтому исследования во всех таких случаях проводят с привлечением термодинамических методов. [c.6]

Однако стремление выявить основные факторы, влияюи не на экономичность работы теплоэнергетической установки, оценить совершенство дет1Етпшелы1Ь Х процессов, происходящих в этих установках, вынуждает на персон стадии изучения их работы отбросить все второстепенное, с тем чтобы по возможности полнее отождествить продев сы, происходящие в теплоэнергетических установках, с обратимым термодинамическими процессами, допускающими применение при их изучении термодинамических методов исследования. [c.280]

Излучение канала разряда. Спектроскопические методы исследования искрового канала дают наибольшую информацию о термодинамических процессах, протекающих в фазе его расширения. Для измерений спектральной плотности излучения из зоны канала использовалась фотоэлектрическая запись сигнала. Источником сравнения в измерениях служил эталонный источник сплошного спектра с яркостной температурой Т 39000К. [c.44]

МЕТАЛЛОФИЗИКА — раздел физики, в котором изучаются структура и свойства металлов МЕТОД [аналогии состоит в изучении какого-либо процесса путем замены его процессом, описываемым таким же дифференциальным уравнением, как и изучаемый процесс векторных диаграмм служит для сложения нескольких гармонических колебаний путем представления их посредством векторов встречных пучков используется для увеличения доли энергии, используемой ускоренными частицами для различных ядерных реакций Дебая — Шеррера применяется при исследовании структуры монохроматических рентгеновских излучений затемненного поля служит для наблюдения частиц, когда направление наблюдения перпендикулярно к направлению освещения Лагранжа в гидродинамике состоит в том, что движение жидкости задается путем указания зависимости от времени координат всех ее частиц ин1 ерференционного контраста служит для получения изображений микроскопических объектов путем интерференции световых воли, прошедших и не прошедших через объект меченых атомов состоит в замене атомов исследуемого вещества, участвующего в каком-либо процессе, их радиоактивными изотопами моделирования — метод исследования сложных объектов, явлений или процессов на их моделях или на реальных установках с применением методов подобия теории при постановке и обработке эксперимента статистический служит для изучения свойств макроскопических систем на основе анализа, с помощью математической статистики, закономерностей теплового движения огромного числа микрочастиц, образующих эти системы совнадений в ядерной физике состоит в выделении определенной группы одновременно происходящих событий термодинамический служит для изучения свойств системы взаимодействующих тел путем анализа условий и количественных соотношений происходящих в системе превращений энергии Эйлера в гидродинамике заключаегся в задании поля скоростей жидкости для кинематического описания г чения жидкости] [c.248]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...