Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Закрытая система. Внутренняя энергия. Работа расширения обратимого процесса.
Закрытой называется термодинамическая система, через границы которой может передаваться работа и теплота, однако само рабочее тело системы не пересекает ее границ. Моделью закрытой т.д.с. является газ, заключенный в газонепроницаемую эластичную оболочку (рис. 2.1). Энергия закрытой системы обусловлена исключительно внутренним (тепловым) состоянием рабочего тела, и поэтому она отождествляется с понятием внутренняя энергия. Полная внутренняя энергия (U [ Дж]) любой системы тел представляет сумму трех видов энергии: U = термическая + химическая + ядерная. Химическая энергия обусловлена внутримолекулярным состоянием вещества и проявляется при различных химических реакциях (горение топлива, разбавление спирта водой) в виде теплового эффекта. Ядерная энергия обусловлена внутриядерным взаимодействием элементарных частиц. В дальнейшем, в курсе, будут рассматриваться термодинамические процессы не сопровождающиеся химическими реакциями и расщеплением атомов вещества. Поэтому величинами химической и ядерной энергии можно будет пренебречь, а понятие внутренняя энергия отождествить с понятием термическая энергия. В технической термодинамике под внутренней энергией понимают термическую энергию рабочего тела. Она представляет собой сумму внутренней кинетической энергии движения молекул Uк=f(T) и внутренней потенциальной энергии взаимодействия молекул Uп=f(p,T). В идеальном газе взаимодействия молекул отсутствуют, поэтому Uп=0 и внутренняя энергия U=Uк. Внутренняя энергия, отнесенная к единице массы рабочего тела называется удельной внутренней энергией (u [ кДж/кг]): [Дж/кг]. Удельная внутренняя энергия закрытой термодинамической системы является функцией состояния (зависит только от p, v, T) и поэтому однозначно определяется любыми двумя параметрами состояния: u= f1(T, v); u= f2(p, v); u= f3(p, T) ].
При проведения термодинамических исследований интерес представляет не абсолютное значение внутренней энергии рабочего тела, а ее изменение в ходе термодинамического процесса. Например, переход рабочего тела из состояния 1 в состояние 2 может проходить по процессам a, b или c (рис. 2.2), но при этом изменение внутренней энергии будет одним и тем же:
. Работа в закрытой термодинамической системе может осуществляться только за счет изменения объема рабочего тела (расши-рение или сжатие), поэтому она носит название работа расширения.
Предположим, что 1 килограмм рабочего тела в условиях закрытой термодинамической системы находится под поршнем и характеризуется давлением рi (рис. 2.3). Если pi>pa на бесконечно малую величину, то газ начнет расширяться и, преодолевая силу внешнего давления pa , двигать поршень. При данных условиях процесс расширения будет протекать очень медленно, без трения и вихреобразования внутри газа, что позволяет считать его обратимым. Обратимость процесса обеспечивает выполнение в нем максимально возможной работы. При перемещении поршня на элементарный отрезок d n газ совершит элементарный процесс a-b и при этом его удельный объем изменится на величину (рис. 2.4): , где F - площадь поршня.
Совершаемая при этом элементарная работа расширения определится как произведение силы (p × F) на перемещение (d n): , [Дж/кг]. (2.2) На p-v диаграмме элементарная работа расширения изобразится фигурой a - b - dv (рис. 2.4). Знак работы расширения определяется знаком изменения удельного объема: dv > 0 (расширение) Þ d l > 0; dv < 0 (сжатие) Þ d l < 0. Удельная работа расширения в конечном процессе определится интегрированием: , [Дж/кг]. (2.3) Если в термодинамическом процессе участвует G килограммов рабочего тела, то полная работа расширения определится как: , [Дж].
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 90; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.217.220.114 (0.006 с.) |