Работа, совершаемая при термодинамических процессах

Работа, совершаемая при термодинамических процессах [c.52]

Работа, совершаемая при термодинамическом процессе, выражается формулой [c.52]

Работа при изобарном расширении газа. Одним из основных термодинамических процессов, совершающихся в большинстве тепловых машин, является процесс расширения газа с совершением работы. Легко определить работу, совершаемую при изобарном расширении газа. [c.98]

Как отмечалось в разд. 13.1, при изучении доступности чрезвычайно важно иметь в виду, что в рассматриваемых ситуациях в результате некоторого нециклического процесса происходит переход между двумя заданными устойчивыми состояниями в присутствии определенной воображаемой внешней среды, с которой система или жидкость может обмениваться теплом. При этом отправной точкой для изучения термодинамической доступности энергии послужила первая теорема об обратимой работе (разд. 10.4). Согласно этой теореме, полная работа, совершаемая при необратимом переходе между заданными состояниями 1 и 2 при указанных условиях, будет меньше аналогичной работы, совершаемой при обратимом переходе между теми же состояниями. Кроме того, было показано, что во всех обратимых переходах между одними и теми же состояниями совершается одна и та же работа [( g)rev]f разд. 10.6 было [c.249]

Для получения численных значений эмпирических температур следует обратиться к первому и второму законам термодинамики. Первый закон термодинамики просто констатирует сохранение энергии при условии, что учитывается не только работа, совершаемая над системой, но и обмен теплом через стенки с окружающей средой. Если система в остальных отношениях изолирована, то внутренняя энергия и, представляющая собой экстенсивную величину, может только увеличиваться при совершении над системой некоторой работы. Однако если система термически не изолирована и в результате некоторого процесса переходит из термодинамического состояния А в другое состояние В, то работа совершаемая над системой, разумеется, зависит от того, каким способом система осуществляет переход из состояния А в состояние В. С другой стороны, увеличение внутренней энергии равно и в—и А независимо от способа совершения работы. Следовательно, для термически не изолированной системы увеличение внутренней энергии и в — и а отлично от Разность Q мы назовем количеством теплоты, которая, таким образом, служит мерой отклонения от адиабатических условий. Следовательно, для любого термодинамического процесса, начинающегося в состоянии А и завершающегося в состоянии В, изменение внутренней энергии определяется выражением [c.15]

Универсальная газовая постоянная (1.14) представляет собой работу, совершаемую количеством вещества идеального газа 1 моль при изменении его температуры на один градус в термодинамическом процессе при постоянном давлении. Для нормальных физических условий [c.11]

Основные цели изучения термодинамических процессов следующие установить уравнение процесса, т. е. связь между термодинамическими параметрами, определить работу, совершаемую газом, а также количество теплоты, сообщаемое газу или отводимое от него в процессе. При определении теплоты и работы процесса следует исходить из уравнения первого закона термодинамики. [c.132]

Пусть состояние однородного тела в результате равновесного процесса меняется вдоль линии АВ в термодинамическом пространстве р, Т, V. Работа, совершаемая телом при равновесном изменении его объема по линии процесса АВ, равна [c.23]

Первым законом термодинамики, как это следует из предыдущего, устанавливаются а) эквивалентность взаимных превращений тепла и работы и, следовательно, количественные отношения между теплом и работой при этих превращениях б) постоянство энергии изолированной термодинамической системы в) взаимная связь между теплом, внутренней энергией системы и работой изменения объема, совершаемой ею или совершаемой над ней окружающей средой. Этих закономерностей недостаточно для того, чтобы на их основе можно было решить целый ряд практически важных вопросов, таких как установление факторов, определяющих условия возникновения термодинамических процессов, направление и границы их развития и условия превращения тепловой энергии в механическую. [c.24]

Как отмечалось ранее, все термодинамические величины можно подразделить на две группы — функции состояния и функции процесса. Величина функции состояния однозначно определяется параметрами данного состояния. Следовательно, для определения изменения функции состояния в каком-либо процессе необходимо знать лишь значения этой функции в начале и в конце этого процесса. Примерами функций состояния могут служить удельный объем, энтропия, энтальпия и т. д. Что же касается величин, являющихся функциями процесса, то они являются характеристиками процесса их значение в данном состоянии зависит не только от параметров этого состояния, но и от того, по какому пути (т. е. в каком процессе) система достигла данного состояния. Примерами функций процесса являются работа, совершаемая системой при переходе из одного состояния в другое, и теплота. Как уже отмечалось в 1-1, характерным свойством функций состояния является то, что их дифференциал является полным. [c.14]

МОЙ В процессе перехода между двумя заданными устойчивыми состояниями в результате теплообмена с одним тепловым резервуаром (т. е. с опорным резервуаром при температуре 0d). Переходя к проблеме термодинамической доступности энергии, касающейся доступности энергии для совершения работы, в гл. 13 мы рассмотрим еще одно важное приложение этой теоремы. Ниже будут доказаны две теоремы о полной работе, совершаемой системой в указанных условиях первую из этих теорем можно сформулировать следующим образом [c.131]

Первая теорема об обратимой работе, относящаяся к нециклическим процессам перехода между заданными устойчивыми состояниями, служит отправной точкой для обсуждения весьма важной проблемы из области классической термодинамики, известной под названием термодинамической доступности энергии (гл. 13— 15). Однако в настоящей главе эта теорема была использована лишь для доказательства второй теоремы об обратимой работе, в которой рассматривается частный случай аналогичного, но только циклического процесса. При этом было показано, что если такой процесс является полностью обратимым, то как суммарное количество полной работы, совершаемой в замкнутом цикле, так и суммарное количество тепла, обмениваемое с резервуаром, равны нулю. Важность этой теоремы станет более очевидной при рассмотрении абсолютного нуля термодинамической температуры (гл. 11) и при введении энтропии (гл. 12). В этой же главе мы воспользовались второй теоремой лишь в качестве основы для обсуждения интересного вопроса о том, насколько близко можно подойти к реализации гипотетических устройств, получивших в гл. 8 название нециклического и циклического вечных двигателей второго рода. Третья теорема об обратимой работе рассматривается в приложении Б в конце главы. [c.141]

Из уравнений (1.5.4) и (1.5.5) следует, что при изотермическом процессе дополнительная работа, совершаемая упругим телом, равна возрастанию термодинамического потенциала Гиббса, тогда как при этом же процессе работа упругого тела равна уменьшению свободной энергии. [c.25]

Уравнение (1.6) определяет работу изменения объема для тела любой массы. В дальнейшем эту работу будем называть термодинамической работой изменения объема. В соответствии с изложенным при ДК > О работа положительна (/-1,2 >0) и, как говорят, совершается рабочим телом, а при ДУ <0 работа отрицательна ( 1,2 < 0), так как она затрачивается на сжатие рабочего тела в цилиндре машины. Выражение (1.6) показывает, что работа, совершаемая рабочим телом, определяется площадью под линией процесса 1—2, если поршень перемещается из точки [c.12]

Работа, совершаемая системой при изотермически-изобарическом обратимом процессе =dp = 0), равна убыли термодинамического потенциала. [c.46]

Политропные процессы при 1 < л < имеют различные знаки изменения температуры и теплоты. Это значит, что если в таком процессе расширения к газу подводится теплота, то температура его понижается, так как совершаемая газом работа больше подводимой теплоты и на совершение работы затрачивается часть внутренней энергии. Для аналогичного процесса сжатия, наоборот, если работа сжатия больше отводимой теплоты, то температура тела повышается. Политропные процессы этой группы при I < < п < k происходят при отрицательной теплоемкости рабочего тела. Так как теплоемкость с = dq/dT, то при различных знаках dq и dT теплоемкость процесса отрицательна. По уравнению (29) при значениях п, соответствующих частным случаям политропных процессов, можно определить теплоемкость для основных термодинамических процессов. [c.32]

Найдем выражение для максимальной работы, совершаемой телом при переходе из начального состояния I в конечное сотояние 2 в условиях, когда один из термодинамических параметров сохраняет неизменное значение. Начальное и конечное состояния, естественно, предполагаются равновесными, а максимальная работа, как мы уже знаем из 3-5, производится при обратимом процессе. При этом производимая телом максимальная полезная внешняя работа по абсолютной величине равняется минимальной работе, которую должен затратить внешний источник работы для того, чтобы вернуть тело в тех же самых условиях из конечного состояния 2 в исходное состояние 1. [c.108]

Выполнение условий термодинамического равновесия в каждый данный момент времени в течение всего процесса позволяет рассматривать термодинамические процессы в качестве равновесных и изображать их в виде кривых на vp- или хГ-диаграммах, причем координаты и, р удобны при определении работы, совершаемой рабочим телом в процессе, а координаты s, Т дают возможность i-рафическн определить теплоту, подведенную или отведенную от рабочего тела в процессе. [c.109]

В технической термодинамике большое значение имеет работа, совершаемая системой при изменении ее объема. Чтобы получить представление об этой работе, выделим на воображаемой оболочке, определяющей границы термодинамической системы в пространстве, элементарную площадку dF. Положим, что через оболочку беспрепятственно передается как механическое воздействие системы на окружающую среду, так и механическое воздействие последней на систему. Под влиянием механического воздействия на выделенную площадку dF давления в системе и давления окружающей среды эта площадка в зависимости от того, какое давление больше, переместится в направлении окружающей среды либо внутрь системы. В первом случае объем системы увеличится и, следовательно, будет происходить процесс ее расширения во втором сл ае с уменьшением объема сиогегЯ абудет происходить про- [c.17]

До конца прошлого века превращение тепловой энергии в механическую работу в поршневых машинах было единственным способом, применявшимся в промышленной практике. Основанный на простейшем принципе непосредственного превращения потенциальной энергии пара в работу, совершаемую поршнем машины, этот способ требовал осуществления отдельного цикла для каждой порции пара, поступающей в цилиндр паровой машины, т. е. принципиально допускал лишь периодический процесс работы теплового двигателя. Как с термодинамической точки зрения (возможно меньшее отклонение от обратимости), так и с конструктивной (наличие возвратно-поступательного движения) этому способу было свойственно медленное протекание процессов, и повышение скоростей лриводило к увеличению потерь и понижению к. п. д, теплового двигателя. Однако простота и наглядность принципа позволяли осуществлять превращение тепловой энергии в механическую в промышленных условиях даже при сравнительно низком уровне развития техники и науки. Простая, неприхотливая и надежная паровая машина весьма успешно удовлетворяла потребностям отдельных промышленных предприятий в двигателях небольшой мощности при небольших скоростях протекания производственных процессов и сыграла огромную роль в развитии промышленности, машиностроительной техники и науки. Развитие термодинамики в громадной степени стимулировалось паровой машиной. [c.290]

В этом уравнении Л о представляет собой работу, совершаемую единицей рабочего тела при прохождении его через систему. Как указывалось, эта работа достигает максимального значения е в том случае, если процесс в системе протекает термодинамически обратимо и доходит до равновесного состояния с окружающей средой. Для случая, когда имеется лишь один внешний источник теплоты и им является сама окружающая среда, обратимое протекание процесса может быть следующим. Сначала рабочее тело расширяется обратимо по адиабате и его температура понижается до температуры окружающей среды Го. После этого процесс обратимого расширения продолжается по изотерме при температуре Гд с поглощением из окружающей среды теплоты и падением давления до р - При таком протекании процесса левая часть уравнения (11.16) должна быть равна нулю, так как на адиабатном участке йд = О, а на 1ыотермическом участке Г = Го. Поэтому максимальное значение Л о может быть представлено равенством [c.180]

РАБОТА (в термодинамике) — энергия, передаваемая термодинамич. системой окружающим телам при изменении ее внешних параметров, напр, положения в пространстве, объема, электрич. поля и т. д. Величина производимой Р. зависит от того, находится тело в состоянии равновесия термодинамического (см. также Обратимый процесс) или нет, и будет наибольшей в 1-м случае (принцип макс. Р.). Выражение для бескоиечно малой Р. имеет вид дифференциальной формы bW = yXjrfxj, где Х — внешние параметры системы, а Zj — соответствующие им обобщенные силы. В общем случае Р., совершаемая системой при переходе из состояния 1-го во 2-е, определяемых параметрами ж и темп-рой Т или энтропией S, AW = y Xjdxj, зависит не только от [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...