Файл: Лукьянов Н.Н. Основные понятия технической термодинамики учеб. пособие.pdf

- 73 -

Рг

Следует отметить, что и к потоку, движущемуся с конеч­ ной скоростью, применимы условия равновесного процесса в случае непрерывности течения этого потока. При этом его па­ раметры р , і>, Т и др . непрерывным образом меняются во

времени и при переходе от одной точки потока к другим. Несмотря на то,'Ч то здесь скорость движения не есть б е с -

- 74 -

Рис, г 43,

“К>.'

- конечно малая величина, изменение параметров движущегося г а за сравнительно МАЛО по отношению к значениям о а - мих параметров, и их равновесные значения устанавлива­ ются достаточно быотро. Предположение о равновесности процессе изменения' состояния движущегося о конечными скоростями газа позволяет применить к нему вое приемы термодинамического анализа.

2 -I2 -B . Вычисление технической работы

Техническая работа представляет собой ту часть

работы, которая из работы перемещения - переда­

ется непосредственно внешней среде - рабочим подвижным органам. В примере с тепловыми двигателями внешняя сре­ да представляется поршнем (поршневой тепловой двигатель), иди рабочей лопаткой (лопаточный тепловой двигатель). Техническая работа предотавляет собой в инженерных р ас-

Количество тепла в равновесных процессах может

выражаться различными математическими уравнениями в за ­

висимости от дели исследования.

Йриведем три важнейших уравнения для количества тепла:

а) по первому закону термодинамики?

- 76 -

2-ІЗ-а. Вычисление количества тепла по

_______________первому закону_________

В соответствии с закон«* сохранения энергии между

закона термодннемики. Это уравнение устанавливает БАЛАНС

ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ и в зависимости от условий, при которых оно применяется, может быть записано различно.

Приведем формулировку для распространенного случая -

тепло, воспринимаемое рабочим телом от внешней среды, рас­

ходуется на изменение его внутренней энергии и совершение

- 77 -

Каждый из трѳх членов уравнений (33), (34), (35). может быть положительной, отрицательной или равной нулю величиной.

Главный физический смысл приведенных формул заклю­ чается в балансе энергии при энергообмене между системой и средой.

2-13-6. Вычисление количества тепла по второму

_____________________закону__________________

В процессах преобразования энергии обнаруживается не только выраженная первым законом термодинамики общность

свойств различных видов энергии, но также и их отличитель­ ные ОСОБЕННОСТИ. Так, специфической особенностью тепловой энергии Заключается в невозможности полного превращения ее в работу с помощью каких бы то ни было периодически повторяющихся циклов.

Даже в условиях термодинамически наиболее эффективноно цикла некоторое количество тепла в конечном итоге ОС­ ТАЕТСЯ ЖЕ ТЕПЛОМ. Определение количественной меры нѳпреобразуемости тепла в работу было достигнуто введением физи­ ком Р.Клаузиусом (1854 г .) параметра - энтропии - S (до­ казательство существования такого параметра состояния при­ водится в курсе термодинамики).

Так, исторически, с понятием о наивыгоднейшем цикле, связанном с проблемой теплового двигателя, возникло первое понятие об энтропии.

Для обратимого бесконечно малого изменения состояния, системы математическое определение энтропии будет

сиотемн;

-бесконечно малое количество тепла, полученное системой от среды;

Т- абсолютная температура системы, при которой это.Тепло подведено:

'Йа уравнения (39)получаѳм выражение количества тепла, подводимое в элементарном процессе:

Уравнения (40),. (41) математически выражают второй аакон термодинамики в применении к обратимым процессам.

По изменению энтропии можно судить о направлении пото­ ка тепла между средой и системой, о чем неявен судить ни по одному другому параметру.

79

НОСТИ тепловых процессов в природе.

Так как энтропия есть функция состояния рабочего тела, то

ода будет являться функцией любой пары независимых парамет­

ров , s .e l в - / 4 ( р . ѵ ) ; 5 * f t ( V ,T J J s - f , ( p , T ) •

Параметр энтропия широко используется в теплотехнических

ния количества тепла к соответствующему изменению' темпѳрат

Теплоемкость газообразных тел зависит от характера процес­

са, что принято отмечать буквенными индексами.; Например, теплоемкость в процессе подвода тепла к.