Подставляя (2.1.31) в (2.1.30), получим что

. (2.1.32)

Равенство (2.1.32) представляет собой запись первого закона термодинамики для рассматриваемой системы. Действительно, полная работа, произведенная системой складывается из полезной работы L и работы , затраченной на преодоление сил давления со стороны окружающей среды. При этом окружающей среде передано количество тепла , уменьшающее произведенную работу. Передать тепло окружающей среде равновесно можно лишь в изотермическом процессе, когда

. (2.1.33)

В равновесном процессе система совершает максимальную работу, величина которой находится из формулы (2.1.32) после подстановки в нее формулы (2.1.33):

(2.1.34)

Величина называется работоспособностью или эксергией. Если параметры окружающей среды заданы, то эксергию можно рассматривать как функцию состояния рассматриваемой системы. Нельзя получить от системы работу больше максимальной. Метод исследования с помощью эксергии получил название эксергического. Он широко используется при анализе термодинамических процессов и циклов.

Раздел 2.2. Горение топлив и преобразование выделяющейся

энергии в работу.

1. Современное производство энергетической продукции и

химическая термодинамика.

Энергетические системы страны образуют топливно-энергетический комплекс(ТЭК), котором происходит добыча первичных энергоресурсов, их переработка и преобразование в энергетическую продукцию. Энергетическая продукция состоит из электрической и тепловой энергии. Преобразование энергии, заключенной в топливе, в современных технологиях происходит через фазу, когда она принимает форму тепловой энергии. Следовательно, все закономерности таких преобразований подчиняются законам термодинамики и, в частности, -химической термодинамики, когда топливо является органическим.

Химическая термодинамика - раздел термодинамики, в котором принципы термодинамики применяются к процессам химических превращений веществ.

В ТЭК сосредоточено почти 1/3 всех производственных фондов, использующих разнообразные и сложные технологии, улучшение которых с целью экономии энергии оказывает значительное воздействие на всю экономику страны. Именно в энергетике разработаны основные принципы экономии топлива, к изучению которых мы переходим.

2.2.2. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса.

Принципиальная ограниченность запасов органического топлива на Земле ставит вопрос о минимизации затрат топлива на производство механической или электрической энергии. В основе анализа расходов топлива на производство работы лежат энергетические соображения и, прежде всего, закон сохранения энергии.

Применение первого закона термодинамики к химическим процессам составляет предмет термохимии. Химические реакции, как правило, сопровождаются выделением или поглощением тепла Q. Реакции, идущие с поглощением тепла (Q>0), называются эндотермическими, с выделением тепла(Q<0)-экзотермическими. Обычно знак теплового эффекта в термодинамике обратен тому, который принят в термохимии. Обозначим последний через .

Реакции происходят либо при постоянном объеме (v=const), и соответствующий тепловой эффект обозначается через Q_v ,либо при постоянном объеме (р=const) и тепловой эффект Q_p. Температура при этом остается неизменной. Иными словами, процесс химических превращении является либо изохорно-изотермическим, либо изобарно-изотермическим.