1. Параметры состояния рабочего тела. Уравнение состояния идеального газа

Р,Т,v – термические парам. состояния. u,S,h – калорические.

Р – абсолютное давление газа представляет собой средний результат силового воздействия молекул на стенки сосуда и равно отношению нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила. 1Па=1 Н/м*2; 1кПа= 10*3 Па; 1МПа= 10*6 Па; 1бар=10*5Па=0,1МПа

V – удельный объем – это объем, занимаемый единицей массы вещества m и выражаемый в м*3/кг

Т – абсолютная темп. – мера интенсивности теплового движения молекул тела и определяется средней кинетической энергией движения молекул газа.

Шкала Кельвина – К,шкала Цельсия - °С; 1С=273,16К. ΔТ=Δt.

u – удельная внутренняя энергия – это внутренняя энергия отнесенная к 1 кг массы тела. Дж/кг.

h – удельная энтальпия. Если газ находится в среде с давлением р, то с любым состоянием его связана некоторая энергия u+ pv= h, получившая название удельная энтальпия газа в данном состоянии. Дж/кг, кДж/ кг.

S – энтропия – параметр состояния, дифференциал которого равен отношению бесконечно малого количества теплоты δQ в элементарном обратимом процессе к абсолютной температуре Т, постоянной на бесконечно малом участке процесса. Дж/(кгК).Идеальный газ – это газ где размерами молекул можно пренебречь и между молекулами этого газа не происходит никакого взаимодействия.

Для идеального газа уравнение состояния имеет вид: pv= RT, где R – удельная газовая постоянная, R=Rμ/μ, R= 8,314.

2-3. Теплота и работа

Работа – это механический эффект взаимодействия рабочего тела с окружающей средой, который связан с изменением объема, когда на всю поверхность рабочего тела действует равномерно распределенное давление внешней среды, что равно давлению рабочего тела р. Для обратимых процессов : δL = pdV

или L = , Дж. Правило знаков. Знак термодинамической работы определяется знаком произведения pdV. Отметим, что в выражение для работы входит значение давления собственно газа, т.е. абсолютное давление газа. Однако, т.к. ранее было установлено, что всегда p_а  0, то знак работы определяется знаком изменения dV:

- при dV 0 рабочее тело (газ) расширяясь совершает работу против внешних сил, работа положительна dL > 0 и берется в вычислениях со знаком «+»;

- при dV 0 внешние силы совершают работу над рабочим телом (газом), работа отрицательна dL  0 и берется в вычислениях со знаком « - ».

Располагаемая работа – механический эффект взаимодействия рабочего тела со

средой при перемещении его

из области с давлением р1 в область с давлением р2. Lp= - , Дж

Теплота – это форма передачи энергии в виде неупорядоченного движения частиц. δQ= TdS,Дж; Q= Правило знаков. Знак теплоты определяется знаком произведения TdS. Отметим, что в выражение для теплоты входит значение давления собственно газа, т.е. абсолютное давление газа. Из приведенного выше рисунка шкалы Кельвина ясно, что всегда T  0, то знак теплоты определяется знаком изменения dS:

- при dS 0 к рабочему телу теплота подводится теплота положительна dQ > 0 и берется в вычислениях со знаком «+»;

- при dS 0 теплота отводится от рабочего тела, теплота отрицательна dQ  0 и берется в вычислениях со знаком « - ».

В выражении всегда в термодинамической шкале температур Кельвина Т  0. Следовательно, если  0 – теплота имеет знак «+», т.е. подводится к рабочему телу; если  0 – теплота имеет знак «-», т.е. отводится от рабочего тела.