Медленное изотермическое расширение

МЕДЛЕННОЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ 161 [c.161]

Медленное изотермическое расширение [c.161]

При изотермическом расширении (наклонная штриховка) температура газа только в первый момент снижается на очень малую величину АТ — разность температур, необходимую для того, чтобы теплота из окружающей среды могла сообщаться газу. Дальше температура будет до самого конца расширения постоянной, равной Т=То.с—АГ. Давление газа будет падать медленнее, так как к газу постоянно подводится теплота. Поэтому поршень к моменту, когда р станет равным ро.с, пройдет большой путь и остановится только в точке 2". Соответственно и работа L s, проделанная газом, будет больше (и ход поршня, и давление здесь выше). Добавочная работа соответствует площадке, заштрихованной наклонно суммарная работа равна количеству подведенной теплоты Qo. (i H3 = Qo. ) . [c.199]

В результате давление в рабочей полости повышается до некоторого давления, превышающего давление окружающей среды. Перепад давлений в рабочей полости и в окружающей среде вызывает движение поршня и расширение рабочего вещества. При значительной внутренней поверхности стенок рабочей полости, имеющих температуру окружающей среды, и при медленном движении поршня обеспечивается изотермическое расширение рабочего вещества за счет получения тепла из окружающей среды. Движение поршня вправо заканчивается в момент, когда давление в рабочей полости будет равно атмосферному. На обратном ходе рабочее вещество, имеющее температуру атмосферы, выталкивается в атмосферу. [c.202]

Рис. 3.6. Обратимые и необратимые процессы, а — система достигает состояния X из стандартного состояния О по пути /, претерпевая необратимые процессы. Предполагается, что то же самое превращение может быть осуществлено через обратимое преобразование Я. б—пример необратимого процесса — спонтанное расширение газа в вакуум вверху)- то же изменение может быть достигнуто и обратимо внизу) с помощью изотермического расширения газа, происходящего бесконечно медленно так, что количество теплоты, поглощаемой из резервуара, равно работе, совершаемой поршнем. При обратимом изотермическом расширении изменение энтропии может быть вычислено по формуле -- dQ/T.

Этот процесс можно представить себе как процесс в закрытой системе, если считать системой то количество газа, которое остается в сосуде при конечных давлении и температуре. Во время процесса это количество газа может быть рассмотрено как отделенное свободно двигающимся поршнем от остальной массы воздуха. В этом случае давление понижается очень медленно, так что процесс можно рассматривать как изотермическое обратимое расширение идеального газа. [c.46]

Если обеспечить значительное увеличение внутренней поверхности рабочей полости (поверхности нагрева) и медленное движение поршня, то, используя возникшую разность температур между стенками рабочей полости и рабочим телом, можно процесс расширения из адиабатического превратить в процесс, близкий к изотермическому. Так как изотерма при расширении проходит существенно выше адиабаты, то указанное изменение процесса приведет к существенному увеличению полезной работы. [c.197]

Если бы расширение газа осуш,ествлялось не бесконечно медленно, то при таком процессе температура газа понизилась бы ниже температуры теплоотдатчика, так как тепло не успевало бы поступать в цилиндр, чтобы поддерживать температуру газа при расширении постоянной. Такой процесс был бы необратимым. Чтобы процесс расширения газа был изотермическим, необходимо увеличивать объем бесконечно медленно. [c.56]

Процесс медленного статического нагружения является аналогом изотермического нагружения, когда испытываемый образец успевает достичь теплового равновесия с окружающей средой. Помимо теплового расширения, вклад в величину измеряемой деформации вносят обратимые процессы смещения дефектов кристаллической решетки — примесных атомов, вакансий, дислокаций. Поэтому в литературе к модулям упругости, определенным статическими методами, часто применяют термин релаксированный модуль упругости . [c.257]

Процесс может быть термодинамически обратим только в том случае, когда он проходит с предельно малой скоростью, т. е. когда в каждый данный момент в теле устанавливается состояние термодинамического равновесия. Такой процесс может быть в начале движения. В этом случае происходит рассеивание механи-ческой энергии в микроскопических частицах в результате упругих деформаций микронеровностей на поверхности трения. Разность температур между слоями сжатия и расширения вызывает теплообмен, но при слишком малой скорости деформации перенос тепла происходит медленно и процесс совершается изотермически. [c.104]

Какое бы то ин было изменение состояния системы может происходить только, если имеется хотя бы небольшое отклонение от равновесия. Изменение называется обратимым, если процесс происходит таким образом, что в каждый момент отклонение от истинного равновесия очень незначительно, и можно считать, что на каждой стадии достигается состояние равновесия. Рассмотрим, например, расширение идеального газа от объема Ух до V 2. Мы можем считать, что это расширение происходит обратимым путем, если оно протекает достаточно медленно, преодолевая внешнее давление. В этом случае газ будет совершать работу против сил внешнего давления, и если изменение происходит адиабатически, температура газа будет падать если же изменение происходит изотермически, газ будет поглощать энергию из окружающей среды. Рассмотрим теперь другую возможность. Пусть газ содержится в замкнутом сосуде, объем которого равен V I, и этот сосуд трубкой соединен с краном эвакуированного сосуда, объем которого равен Уг—V]. Если открыть крал, газ будет переходить в пустой сосуд до тех пор, пока не распределится равномерно по всему объему У2. Этот процесс необратим, и равновесие не достигается при протекании этого процесса ни на какой стадии. [c.197]

Измеренные акустическим методом упругие постоянные или модули упругости соответствуют адиабатическим условиям деформации, поскольку расширение-сжатие элементарного объема происходит очень быстро, а тепловые потоки инерционны и не успевают выравнять температуру элементарного объема с окружающей средой. При измерении модулей упругости механическими методами (например, при статических испытаниях образцов на растяжение) деформация совершается медленно, температура образца практически постоянна и соответствует температуре окружающей среды, таким образом, процесс происходит изотермически. [c.249]

Результаты 311а, 312 показывают, что при более медленных нормальных колебаниях движение воздуха происходит главным образом в горизонтальном направлении. Мы рассмотрим теперь случай атмосферы с постоянной температурой, которая окружает невращающийся шар и подчиняется закону изотермического расширения тогда уравнение (13) 313 в полярных координатах г, д, <р принимает вид [c.697]

Следует подчеркнуть, что одно и то же метастабильное состояние вещества может быть получено различными способами. Так, переохлажденный пар можно получить не только плавным охлаждением при постоянном внешнем давлении (рис. 6-38, а, кривая П-Ъ), но и медленным сжатием пара в изотермических условиях (рис. 6-38, б, кривая П-п) и путем изоэнтропного расширения. Аналогичным образом перегретую жидкость можно получить не только плавным нагревом при р= onst (кривая 1-а), но и путем снижения давления жидкости при 7 = onst (кривая 1-т) и путем изоэнтропного расширения жидкости (резкий сброс давления). [c.211]

Вследствие tofo что процессы сжатия и расширения газа в гидроаккумуляторе происходят медленно, можно о достаточной степенью точности предположить, что показатель политропы в этом случае бли зон к единице, иначе говоря, процесс будет близок к изотермическому При п = i [c.173]

Все макроскопические процессы являются в большей или меньшей степени необратимыми, однако часто реальный процесс, пожалуй, оказывается более близким к обратимому, чем можно было бы предполагать. Приведенный выше пример был детально изучен. Как оказалось, давление столь быстро достигает равновесного значения, что все процессы, идущие со скоростями вплоть до скорости звука, можно рассматривать как бесконечно медленные, если исследуется поведение давления. С другой стороны, для установления равновесной температуры требуется значительно больше времени из-за относителы о медленной передачи тепла. Известным примером является быстрое сжатие и расширение воздуха в звуковой волне. Эти процессы достаточно медленны и настолько слабо затухают под влиянием трения, что их можно с большой точностью рассматривать как обратимые. Но они являются адиабатическими (а не изотермическими), поскольку температура не может следовать за столь быстрыми изменениями давления. [c.31]

Расширение воздуха в трубке, когда ее вынимали из сосуда со трутью, произошло изотермически, так как при медленном вынимании трубки теплота от окружающей среды переда валась воздуху в трубке. По уравнению Бойля — Мариотта для этого процесса расширения находим [c.29]

Пусть теперь X — произвольный обратимый цикл, совершаемый двухпараметрической термодинамической системой. Для осуществления такого цикла нам понадобится большое число тепловых резервуаров с бесконечно мало отличающимися температурами. Система последовательно приводится в соприкосно вение с теми резервуарами, тем пература которых совпадает с температурой системы на данном элементе цик га, и в то же время подвергается бесконечно медленному сжатию или расширению. Пусть на бесконечно малом участке АА замкнутой кривой X (рис. 35) система получает элементарное количество тепла Проведем через точку Л изотерму С, а через точку А адиабату А С и обозначим через Д( и.чот то тепло, которое система получила бы, если бы прошла бесконечно малый изотермический процесс АС. Соотношение между с == [c.233]

При математическом описании процессов в газожидкостных емкостях с отсеченным газовым объемом обычно предполагают, что взаимных превращений фаз нет. Хотя в реальных газожидкостных емкостях всегда происходит взаимное превращение фаз, то есть насыщение жидкости газом из газовой подушки или рассыщение жидкости, то есть выделение газа из жидкости в газовую подушку . Быстро протекающие процессы расширения или сжатия газа в газовой подушке принимаются адиабатическими, медленно протекающие - изотермическими. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...