Работа и теплота в открытых система

Из полученного уравнения следует, что без подвода теплоты dQ = 0) внешняя работа может совершаться только за счет внутренней энергии системы. Уравнение (1.39) показывает также, что подвод теплоты к термодинамической системе определяется термодинамическим процессом. Действительно, если изменение dU определяется только разностью конечного и начального состояний, то внешняя работа зависит от характера термодинамического процесса. В открытых системах подвод теплоты может привести к изменению внешней кинетической к.вн и внешней потенциальной п.вн энергии рабочего тела системы [c.16]

В приведенной формулировке содержится два общепринятых соглашения во-первых, называть количеством теплоты и работой количество энергии, полученной или отданной системой соответствующим способом, и, во-вторых, считать положительными работу (W), произведенную системой над окружением, и количество теплоты (Q), полученное ею из внешней среды. Последнее соглашение объясняет знаки в 5.1). Уравнение первого закона в форме (5.1) справедливо для любых систем и процессов, в том числе и для неравновесных процессов и открытых систем, но в последнем случае это уравнение нельзя использовать, так как не удается разделить наблюдаемые изменения энергии на теплоту и работу (см. 7). [c.42]

Первое начало термодинамики является математическим выражением количественной стороны закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим системам. Оно было установлено в результате экспериментальных и теоретических исследований в области физики и химии, завершающим этапом которых явилось открытие эквивалентности теплоты и работы, т. е. обнаружение того, что превращение теплоты в работу И работы в теплоту осуществляется всегда в одном и том же строго постоянном количественном соотношении. [c.36]

Турбина служит для превращения энергии открытой системы (энтальпии) в работу и является одним из элементов теплового двигателя, в котором рабочее тело совершает круговые процессы, непрерывно превращая теплоту в работу. Турбины разделяются в зависимости от применяемого рабочего тела на паровые и газовые, по характеру преобразования энергии —на активные и реактивные. [c.89]

В своих работах Сади Карно дал блестящий анализ вопроса получения работы при помощи тепла. Различие понятий тепловой энергии и теплоты, о котором упоминалось выше, является, пожалуй, самой значительной из идей С. Карно, не получившей своевременного развития. В этом отношении С. Карно подошел значительно ближе к существу тепловых процессов, нежели Р. Клаузиус и В. Томсон, которые 25 лет спустя пришли к обоснованию существования функции энтропии и принципа невозможности ее уменьшения для изолированной системы тел. Открытие этого принципа, в котором отражена сущность второго начала термодинамики, непосредственно связано с теоремой С. Карно. Рассматривая вопрос о соотношении огня и силы , т. е. тепла и работы, С. Карно проводил такую гидравлическую аналогию при переходе тепла с верхнего температурного уровня [c.28]

Таким образом, уравнение первого закона термодинамики для открытой системы, кроме обмена теплотой и работой с окружающей средой, учитывает энтальпии, принесенные в систему и унесенные из нее потоками вещества. [c.96]

Работу всех типов тепловых машин можно проанализировать с единых позиций, если использовать свойства открытой неизолированной системы. Как отмечалось в 1, открытыми системами в термодинамике называют такие, в которых вещество при изменении состояния может пересекать границы системы. Для открытой системы, способной, кроме того, обмениваться с окружающей средой теплотой и работой, уравнение первого закона термодинамики может быть записано в виде [c.402]

Система, которая, кроме обмена энергией в виде теплоты и работы, может еще обмениваться с окружающей средой массой (веществом), называется открытой системой. [c.52]

Применяют и другие типы горелок, изготовленные самими потребителями и отличающиеся между собой формой, мощностью нагревательного элемента, системой подачи и движением газа-теплоносителя, габаритными размерами и массой. Технические характеристики большинства горелок почти одинаковы мощность их нагревательных элементов составляет 600—800 Вт, расход воздуха — до 3 м /ч. В соответствии с требованиями техники безопасности электрические горелки работают на напряжении не более 36 В, вследствие чего необходимо применять специальные понижающие трансформаторы. Коэффициент использования теплоты в электрических горелках не превышает 60%. Преимущество электрических горелок — отсутствие открытого пламени. Однако пределы регулирования температуры [c.34]

Существует иная классификация, связанная с детализацией энергетического обмена (обмен теплотой и работой). Термодинамические системы делятся на открытые и закрытые (нет обмена веществом). В свою очередь последние подразделяются на изолированные, адиабатически изолированные (нет теплообмена, но возможно изменение объема при совершении работы) и замкнутые (возможен теплообмен при постоянстве объема). — Прим. ред. [c.18]

Как указывалось выше, под открытыми понимаются термодинамические системы, которые кроме обмена теплотой и работой с окружающей средой допускают также и обмен массой. В технике широко используются процессы преобразования энергии в потоке, когда рабочее тело перемещается из области с одними параметрами (pi, t i) в область с другими (р2, V2). Это, например, расширение пара в турбинах, сжатие газов в компрессорах. [c.43]

Отмеченные особенности являются общими в открытых системах изменение энергии нельзя разделить на теплоту и работу. В отличие от рассматриваемого ранее ( 6) случая со связанными переменными V и со в данном случае условия нахождения производных дИldtii)s,b и dS/dni)u,b не являются противоречивыми, но функции t/ и 5 изменяются не только из-за переноса массы, поэтому не существует однозначной взаимосвязи между переменными п, с одной стороны, и U или 5 —с другой, и те и другие переменные должны рассматриваться, следовательно, ак независимые. Число аргументов можно сократить лишь тогда, когда они однозначно связаны друг с другом. [c.63]

Неравенство Гиббса. Пусть имеется так называемая открытая система, т. е. система, которая может находиться в механическом, тепловом и материальном взаимодействии с другими системами (напомним, что открытая система может обмениваться с другими системами не только работой и теплотой, но и веществом). Предположим, что рассматриваемая система находится в контакте с окружающей средой, которую будем считать опень большой системой, имеющей массу С, объем V и энтропию 8. В состоянии равновесия давление, температура и химические потенциалы открытой системы и окружающей среды одинаковы и равны р, Т и ф. Так как окружающая среда предполагается очень большой, то ее параметры р, Т, ф будут иметь неизменное значение, несмотря на отклонение открытой системы от равновесия с окружающей средой другими словами, окружающая среда всегда находится в равновесном состоянии. [c.107]

Система, изолированная от окружающей среды таким о(5разом, что не может обмениваться с ней веществом, называется закрытой, обменивающаяся веществом — открытой. Процессы превращения теплоты в работу и процессы превращения работы в теплоту, реализуемые в тепловых машинах, осуществляются термодинамической системой так называемым рабочим телом, которое изменяет в этих процессах свое физическое состояние. [c.11]

Рис. 1.1. Изолированные, закрытые и открытые системы. Изолированные системы не обмениваются с окружающеу средой ни энергией, ни веществом. Закрытые системы обмениваются с окружающей средой энергией в форме теплоты и работы, но не об.мениваются веществом. Открытые системы обмениваются с окружающей средой и энергией, и веществом.

После Карно обоснованием второго начала термодинамики занимались Тсмсон и Клаузиус. Томсон сформулировал второе начало термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления теплового двигателя с одним единственным источником теплоты, т. е. такой машины, которая путем охлаждения моря или земли производила бы механическую работу в любом количестве, вплоть до исчерпания теплоты моря и суши и в конце концов всего материального мира. Ему же принадлежит открытие термодинамической шкалы температур. Клаузиус исходил из идей Карно и придал выводам последнего большую общность и строгость с учетом эквивалентности тепла и работы, т. е. окончательно освободил термодинамику от гипотезы о теплороде. Исторической заслугой Клаузиуса является формулировка второго начала термодинамики в виде следующего утверждения теплота сама собой не может переходить от тела холодного телу горячему. Позже он дал более расширенную формулировку второе начало гласит, что все совершающиеся в природе превращения в определенном направлении, которое принято в качестве положительного, могут происходить сами собой, т. е. без ксмпенсации, но в обратном, т. е. отрицательном, направлении они могут происходить только при условии, если одновременно происходят компенсирующие процессы. Далее Клаузиус вывел на основе этого принципа особую функцию состояния — энтропию. С помощью этого нового понятия Клаузиус придал второму началу термодинамики форму закона возрастания энтропии изолированной системы. Этот закон, по мнению Клаузиуса, должен был иметь силу для всей Вселенной, что оказалось неправомерной, а потому и неверной для всей Вселенной экстраполяцией второго начала термодинамики. [c.154]

Котлы системы Гарбе появились в начале текущего столетия и получили большое распространение благодаря своим достоинствам значительное уменьшение веса и занимаемого места, удобное комбинирование с топками различных систем, причем передние трубы наклонного пучка полностью открыты для лучистой теплоты. Котлы работают с напряжением поверхности нагрева до 50 кг/ж и строились с поверхностью нагрева от 100 до 1250 м . [c.96]

Термодинамические системы, допускающие обмен как теплотой, так и работой (любого вида), могут быть названы неизолированными в противоположность изолированным системам, которые никаких взаимодействий со средой не имеют, но в которых они возможны между телами самой системы. Наконец, полуизолированными могут быть названы системы, у которых имеет место лишь какое-либо одно из взаимодействий (обмен теплотой или работой). Иногда в подобных случаях используются понятия о закрытой и открытой термодинамических системах. [c.10]

Как известно, закон сохранения энергии можно сформулировать в следующей несколько видоизмененной форме при всех процессах преобразования энергии сумма всех видов энергии, з аствующих в данном процессе, должна оставаться неизменной. Такая формулировка, хотя и не допускает возможности создания энергии из ничего, однако оставляет открытым другой путь реализации вечного двигателя, принцип работы которого основывался бы на идеальном преобразовании одной формы энергии в другую. Поэтому можно предложить, например, такой рабочий цикл пусть в паровой машине (турбине, двигателе внутреннего сгорания или каком-либо ином тепловом двигателе) мы затрачиваем некоторое количество теплоты на совершение определенной механической работы далее, полученную механическую энергию вновь преобразуем в тепло, нагревая с ее помощью пар и приводя им в действие паровую машину (турбину), и т.д. Понятно, что подобный цикл превращения энергии можно повторять бесконечно ведь энергия данной системы с течением времени не увеличивается и не уменьшается. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...