Энергия термической системы

Энергия термической системы 15 [c.15]

Энергия термической системы [c.15]

Следя за движением механической системы (М), мы будем видеть, как вместе с изменением механических параметров меняется ее энергия. Можно ли считать, что это изменение происходит вследствие превращения движения термической системы в механическое движение Поскольку о превращении одного вида движения в другой можно говорить разумным образом только тогда, когда при таком превращении сохраняется мера движения, вопрос сводится к тому, существует ли мера движения термической системы, т. е. можно ли говорить об энергии термической системы [c.15]

Энергия термической системы 17 [c.17]

Таким образом, исследование процессов, при которых термическая система может передавать движение только механическим системам (такие системы принято называть адиабатически изолированными, а процессы — адиабатическими), имеет большое теоретическое и практическое значение. Связывая термическую систему с механической, можно измерить энергию термической системы. Более точно, можно измерить разницу энергий термической системы в каком-нибудь состоянии (1) и в другом, принятом за нулевое , состоянии (0). Рассмотрим более подробно, как это делается. Пусть термическая система находится сначала в состоянии (0) и пусть координаты связанной с ней механической системы имеют значения [c.17]

Разность энергий термической системы в состояниях (1) и (0) получается по закону сохранения [c.18]

Энергия термической системы 19 [c.19]

Конечно, никакое понятие никогда сразу не раскрывается полностью. Никакое понятие вообще никогда не раскрывается полностью. Уже раскрытые стороны понятия могут быть столь бедны содержанием, что исчерпываются немногими дефинициями. Но эти дефиниции всегда следует рассматривать как временные и ограниченные с течением времени они должны уступать место более богатым по содержанию определениям, которые нельзя сформулировать в одной или даже нескольких фразах. Так и в нашем случае. Утверждение о независимости изменения энергии механической системы при адиабатическом процессе от способа перехода из начального состояния термической системы в конечное можно использовать для вычисления энергии термической системы. Однако это будет, в лучшем случае, одной из многих дефиниций энергии, но не определением ее понятия. [c.20]

Однако удобнее считать эту потенциальную энергию частью энергии термической системы. [c.81]

Коротко говоря. Второй закон (т. е. опыт) утверждает, что нельзя представить себе периодически действуюш,ую машину, превра-ш,аюш,ую термическую энергию какой-либо системы в механическую. Когда такая машина вернется в исходное состояние, что необходимо для начала следуюш,его цикла, энергия термической системы, за счет [c.91]

Это выражение для элемента количества теплоты имеет такой же вид, как и выражение (1.3) для элементарной работы, причем температура Т является интенсивным параметром теплопередачи (термическая обобщенная сила), а энтропия S—экстенсивным параметром теплопередачи (обобщенная координата). Сходство выражений для >Q и bW обусловлено родственностью природы этих величин и то и другое выражает энергию, получаемую системой (см. 5). [c.58]

Равновесное состояние однородного тела определяется, как известно, двумя независимыми термическими параметрами. Поэтому в состоянии равновесия внутренняя энергия однородного тела будет являться функцией любых двух термических параметров р, Т, V. Функцией двух параметров (но не р н Т) является также внутренняя энергия двухфазной системы. [c.33]

Если бы механическая система (М) не была связана с термической системой ( ]), ее энергия м оставалась бы постоянной, так как никаких трений в механической системе нет никакие скрытые движения в ней не допускаются при наличии трения механическое движение превращается в скрытое. Однако поскольку механическая и термическая системы связаны друг с другом, энергия механической части может меняться. Рассмотрим это изменение. Пусть сначала механические параметры — просто декартовы координаты макрочастиц системы (М). [c.9]

Однако нам нужно только одно чтобы термическая система в конце концов оказалась в интересующем нас состоянии (1). Тогда меха нические параметры и скорости их изменения будут иметь некоторые значения и мы сможем вычислить энергию механической [c.18]

Изменение энергии механической системы при адиабатическом процессе можно измерять не по начальному и конечному значениям энергии (М), а последовательно измеряя работу термической системы над механической. Для этого нужно во все время процесса измерять силы д., действующие со стороны термической системы вдоль параметров qk. При малом изменении координат qk на dqk работа (см. 2) будет равна (/, ёд), а полная работа составит [c.18]

В качестве пределов интегрирования указаны значения механических параметров, скоростей и величин, определяющих состояние термической системы ( ]), так как силы зависят и от них. Эта работа и есть увеличение энергии системы (М), откуда [c.18]

Мы условились рассматривать термические системы только во взаимодействии с механическими. Однако сами термические системы могут состоять из отдельных частей, и иногда может оказаться необходимым исследовать поведение одной из этих частей. Содержательные результаты в таких случаях получаются, если исследуемая часть в известном смысле самостоятельна, т. е. слабо связана с другими частями системы (термическими и механическими). Это неопределенное утверждение целесообразно уточнить. Системы будут считаться слабо связанными, если величина их общей энергии, когда они связаны друг с другом, почти такая же, как у этих же систем в тех же состояниях, но разъединенных. Энергию системы, состоящей из двух слабо связанных [c.20]

В целом ограниченную в пространстве и связанную только с механическими системами. В этой сложной системе нас будет специально интересовать термическая система (Е), связанная с внешними для нее системами механической (М) и термической (Е ). Энергия распадается на три слагаемые [c.21]

Равенство (4.10) часто называют первым законом термодинамики. Мы не считаем правильным придавать значение основного закона этому равенству. Дело в том, что о тепле можно говорить отчетливо только тогда, когда в термических системах нет видимых движений. Если изменения в термических системах идут не очень медленно, в них часто возникают внутренние видимые движения. Энергия этих движений — просто механическая, и в таких случаях может оказаться очень трудным разграничить работу и тепло. [c.22]

Рассмотрим две термические системы (Ед) и (Х ). Пусть каждая из них ограничена в пространстве механическими телами, конфигурации которых задаются координатами дд и, и пусть эти координаты не меняются, так что внешние условия систем (Ед) и ( в) неизменны. Между обеими системами существует тепловой контакт, но связаны они друг с другом слабо , т. е. их общая энергия с большой точностью равна сумме энергий обеих систем [c.32]

В каждом равновесном состоянии термическая система (X) действует на связанные с ней механические системы вдоль параметра дк с силой Д, однозначно (как и все равновесие) определяемой коорди натами д и энергией [c.46]

I менение внутренней энергии термической системы Рис. 50. Схема электрического моделиро- д р вания тепловой задачи нагрева стержня. - = воспроизводит- [c.108]

Закон сохранения движения — даже не физический, а надфизи-ческий, всеобщий закон природы. Поэтому в термодинамике он должен быть принят без доказательства как один из основных постулатов. Весь человеческий опыт подтверждает, что любая система в любом состоянии — спокойном или сколь угодно бурном — имеет определенную энергию. Если система состоит из механической и термической частей, общая их энергия должна сохраняться и, следовательно, изменение энергии механической системы должно быть одним и тем же, когда термическая система переходит из состояния (1) в состояние (2). Поэтому можно судить об изменении энергии термической системы, природа которой нам плохо известна, по изменению энергии связанной с ней механической системы, свойства которой мы знаем. [c.17]

Допустим теперь, что через некоторое время механические систе мы останавливаются в той же самой конфигурации, какая была внача ле. Механические параметры опять примут начальные значения д но энергия термической системы (Х) может оказаться и не такой, как была вначале. Если подождать достаточно долго, система (Х) придет в новое равновесие (а ) с прежними значениями механических пара [c.42]

Рассмотрим круговое изменение механических параметров, начи нающееся с конфигурации д и энергии термической системы и кончающееся в той же конфигурации с энергией Ход изменения параметров показан 2-на рис. 6 сплошными стрелками. Изменение энергии при предельном равновесном процессе должно вычисляться по уравнению (10.2) ни откуда не следует, что вернувшись к исходной конфигурации, мы опять будем иметь прежнюю энергию о- Однако для реального про цесса, который может быть сколь угодно бли зок к равновесному, в соответствии со Вторым Ршс. 6 [c.47]

Несмотря на то чю между понятиями работы и количества теплоты существует глубокое качественное различие, они являются родственными и то и другое выражают энергию, переда1Н1ую системе или с изменением, Hjm без изменения внешних параметров. Благодаря этому родству теплоту часто называют термической работой. Элементарное количество теплоты 8g, получаемое системой при равновесных процессах, может быть записано, подобно элементарной работе, в виде произведения обобщенной силы Т (температуры) на изменение обобщенной координаты S (энтропии) [c.29]

Для стягивания частичной дислокации необходима дополнительная энергия, так как реакция Ay-iryD=AD обратна реакции (56) и согласно критерию Франка энергия системы должна быть повышена. Для реализации такой реакции требуется затратить дополнительную энергию. Термическая активация и высокие напряжения для кристаллов с большой шириной расщепленной дислокации способствуют протеканию реакции (58). Ве- [c.74]

Понятие работы в механике теено связано с понятием энергии если система совершает работу, то ее энергия уменьшается (при совершении работы внешним источником над системой энергия поеледней увеличится). Выше отмечалось, что производство работы связано с изменением положения внешних тел, например, поршня, ограничивающего объем газа. В отличие от механической системы термодинамическая система способна изменять евою энергию и в том случае, если координаты внешних тел не изменяются и работа, следовательно, не производится. Такое изменение энергии происходит при термическом контакте (взаимодействие без производства работы) системы с телом, температура которого отличается от температуры системы. В этом случае энергия поступает в систему или отводится из нее в форме теплоты. Теплоту процесса считают положительной, если она подводится к термодинамической системе, и отрицательной, если она отводится. Для теплоты, отнееенной к 1 кг вещества, принято обозначение у, ее единица Дж/кг. [c.15]

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — уравнение, к-рое связывает давление р, объём V и абс. темп-ру Т физически однородной системы в состоянии термодинамического равновесия f p, V, Т) = 0. Это ур-ние наз, термическим У. с., в отличие от калорического У.с., определяющего внутр. энергию U системы как ф-щ1ю к.-л. двух из трёх параметров р, V, Т. Термическое У. с. позволяет выразить давление через объём и темп-ру, p=p V, Т), и определить элементарную работу 5A=p5V при бесконечно малом расширении системы й V. У. с. является необходимым дополнением к термодинамич. законам, к-рое делает возможным их применение к реальным веществам. Оно не может быть выведено с помощью одних только законов термодинамики, а определяется из опыта или рассчитывается теоретически на основе представлений о строении вещества методами статистич. физики. Из первого начала термодинамики следует лишь существование калорич. У. с., а из второго начала термодинамики—связь между калорическим и термическим У. с. [c.236]

Как показано выше, в изохорно-изотермической системе, находящейся в равновесии, работа L может быть совершена только за счет убыли величины F [уравнение (2-25)]. Следовательно, в такой системе в работу может быть превращена не вся внутренняя энергия системы, а только ее свободная част F. Величина же TS, которую иногда называют связанной энергией, в работу превращена быть не может. Аналогичным образом в изобарно-изо-термической системе, находящейся в равновесии, как видно из уравнения (2-27), работа может быть совершена только за счет убыли величины Ф — свободной части энтальпии системы [c.22]

Если в кольцевом зазоре вокруг вытеснительного поршня, по которому перетекает рабочее тело, установить сетку из стальной проволоки, то рабочее тело, проходя через этот зазор из горячей полости в холодную, будет иметь более высокую температуру, чем сетка, и, следовательно, будет отдавать тепло этой сетке. В этом случае сетка действует как предварительный холодильник, снижая термическую нагрузку основного холодильника. После процесса сжатия рабочее тело будет перетекать в горячую полость, нагреваясь при прохоледении через сетку, т. е. будет вновь получать тепло, ранее отданное сетке. Теперь регенератор действует как предварительный нагреватель, уменьшая требуемое количество подводимой энергии. Описанная система в целом показана на рис. 1.13. [c.25]

Механические параметры здесь (ж, /, г) = г, а действующие вдоль них силы рёИх, р(Шу, р(Ш ) = р(И1. Работа термической системы над оболочкой, т. е. передаваемая оболочке механическая энергия, слагается из энергий р (Ш) г, передаваемых отдельным участкам оболочки, и равна [c.12]

Пусть, для определенности, создающий внешнее магнитное поле ток течет в катушке, внутри которой находится магнетик. Магнетик поляризуется и создает свое магнитное поле (поле его магнитных токов). Отделение механической системы от термической может здесь показаться трудным. В проводах катушки, несомненно, есть скрытое движение, так как там постоянно выделяется джоулево тепло, да и создающие ток заряды частицы микроскопические. Кроме того, ток поддерживается сторонними силами. Однако мы должны отвлечься от всяческих усложнений, не связанных с существом дела. Ведь всегда можно связать с механической системой сколь угодно сложные внешние тела, которые будут влиять на механическую систему и через нее — на термическую. Для поведения термической системы существенно только движение механической системы, с которой термическая непосредственно связана. В нашем случае несущественно как раз наличие сторонних сил и сопротивления проводников. Сторонние силы потому и нужны, что не будь их, сопротивление проводников погасило бы ток. Энергия, передаваемая сторонними системами зарядам е , сейчас же снова отбирается от них проводником (переходит в джоулево тепло). Все это для нас несущественно. Если бы сопротивления не было, кинетическая и магнитная энергия зарядов могла бы оставаться постоянной и без сторонних систем и изменялась бы только за счет воздействия термической системы. Внешние воздействия на термическую часть не изменились бы, если бы вместо тока в проводниках двигалась без сопротивления не имеющая атомной структуры электронная жидкость . Ясно, что механической системой следует считать не микрозаряды в проводнике, а их макродвижение, которое можно представлять как движение фиктивной электронной жидкости. Координаты ее макрочастиц будут механическими параметрами нашей системы, а работа термической части над механической [c.14]

Эти и многие другие подобные опыты сделали отчетливым представление о неуничтожимости движения и его сохранении при превращении из видимого (механического) в скрытое . Однако такие опыты нельзя считать доказательством существования энергии термических систем и закона сохранения движения. Во-первых, никто никогда непосредственно не проверял постоянство изменения механической энергии системы в случаях, когда начальное и конечное состояния термической системы очень бурные. Тождество состояний системы, в которой идут бурные изменения, почти невозможно установить и еще труднее воспроизвести такие состояния. [c.16]

Исследуем более подробно последовательность состояний, обра зующих равновесный процесс. Пусть рассматривается произвольная система (X) с механическими параметрами д. Возьмем любую непре рывную последовательность значений этих параметров, т. е. неко торую непрерывную последовательность конфигураций тех механи ческих систем, которые ограничивают (X). В каждой конфигурации этой последовательности, т. е. при каждых д взятых из нашего не прерывного ряда, термическая система (X) может находиться в самых разных равновесиях в зависимости от того, какая у нее будет при этих д энергия. Причем кроме как в начальный момент, мы не можем взять энергию произвольно. Мы должны будем, задав начальную энергию, осуществить нашу последовательность конфигураций д с действитель ной системой, и при том как можно медленнее. Когда в реальном процессе система будет проходить конфигурацию д у нее окажется некоторая энергия. Если переход к еще более медленному процессу уже ничего практически не меняет, можно считать, что реальный процесс достаточно близок к идеальному равновесному. Для каждой конфигурации нашего ряда берутся полученная из опыта энергия и то равновесное состояние, которое по принципу необратимости соот ветствует этим д и этой энергии. Так для любой последовательности конфигураций д и любой начальной энергии получается равновесный процесс, т. е. некоторая особая непрерывная последовательность рав новесных состояний. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...