3.Параметры термодинамической системы. Давление.

Термодинамические параметры состояния. Состояние системы изменяется при ее взаимодействии с окружающей сре­дой, например при теплообмене, изме­нении объема (сжатии, расширении), под действием внешнего давления (де­формации), при воздействии электро­магнитных полей и т. д. Очевидно, что в результате взаимодействия должны произойти изменения некоторых физи­ческих свойств.

Макроскопические величины, харак­теризующие состояние термодинамиче­ской системы, называются термодинамическимн параметрами состояния. Величины, определяемые отношением этих параметров к массе систем, называ­ются удельными.

Основными термодинамическими па­раметрами состояния газообразных рабочих тел являются термодинами­ческая температура, абсолютное дав­ление, удельный объем_, энтропия.

Давление. Давление определяется отношением силы, равномерно распре­деленной по нормальной к ней поверх­ности, к площади этой поверхности. Согласно молекулярно-кинетической теории газов, давление характери­зуется средней кинетической энергией поступательного движения молекул и представляется как результат ударов молекул о стенки сосуда, в котором заключен газ. Для идеального газа су­ществует соотношение , где п — число молекул газа в 1 м³.

Различают абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Абсо­лютное давление отсчитывается от абсо­лютного нуля давления или от абсо­лютного вакуума.

Для измерения давления в технике применяют различные приборы: баро­метры — для измерения атмосферного давления; манометры — избыточного (манометрического) давления; вакуум­метры — для измерения давления раз­реженных газов. На практике за на­чало отсчета обычно принимают атмо­сферное (барометрическое) давление . Если абсолютное давление больше атмосферного ( ). то разность между ними характеризует избыточное или манометрическое давление ( ). Если абсолютное давление меньше ат­мосферного, то разность между ними называется вакуумом ( ).

Единица давления — паскаль (Па) — давление, вызываемое силой 1 Н, рав­номерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м^а.

4.Параметры термодинамической системы. Удельный объем.

Термодинамические параметры состояния. Состояние системы изменяется при ее взаимодействии с окружающей сре­дой, например при теплообмене, изме­нении объема (сжатии, расширении), под действием внешнего давления (де­формации), при воздействии электро­магнитных полей и т. д. Очевидно, что в результате взаимодействия должны произойти изменения некоторых физи­ческих свойств.

Макроскопические величины, харак­теризующие состояние термодинамиче­ской системы, называются термодинамическимн параметрами состояния. Величины, определяемые отношением этих параметров к массе систем, называ­ются удельными.

Основными термодинамическими па­раметрами состояния газообразных рабочих тел являются термодинами­ческая температура, абсолютное дав­ление, удельный объем_, энтропия.

Удельный объем. Удельный объем однородной системы — величина, опре­деляемая отношением объема системы к ее массе (обозначается v, единица удельного объема — м³/кг). Величина, обратная удельному объему, называет­ся плотностью (обозначается р, единица плотности — кг/м^а). Удельный объем и плотность зависят от температуры и давления. В практических расчетах при сравнении параметров эти величины приводятся к нормальным условиям. Под нормальными физическими усло­виями понимается состояние системы при р= 101 325 Па, Т = 273,15 К.

5.Энтpoпия.

Энтропия. Энтропия является одной из широко применяемых в термодина­мике функций состояния. Как физиче­ское понятие была введена в термо­динамику немецким физиком Р. Клау-зиусом при обосновании второго закона термодинамики. Физический смысл эн­тропии раскрывается при анализе вто­рого закона термодинамики методами статистической физики. Приняты обо­значения: S (Дж/К) — энтропия системы; s (Дж/(кг-К) — удельная энтропия. Изменение энтропии определяется только начальным (1) и конечным (2) состояниями системы и не зависит от характера (пути) процесса, поэтому величина dS является полным диффе­ренциалом:

. Дифференциал энтропии при равно­весном процессе – dS=dQ/T. где dQ — количество теплоты, сообща­емое системе при бесконечно малом из­менении ее состояния при термодина­мической температуре Т.

При анализе термодинамических про­цессов и циклов тепловых двигателей интерес представляет чаще всего изме­нение энтропии в этих процессах, т. е. разность значений энтропии системы в двух некоторых состояниях . Для изолированной системы, в кото­рой протекают равновесные процессы, dQ=TdS=0. И поскольку термоди­намическая температура по физическо­му смыслу не может равняться нулю, то dS=0, S=const.

Энтропия изолированной системы не изменяется, если в ней протекают равновесные термодинамические про­цессы.

Понятие энтропии позволяет приме­нять для анализа циклов тепловых дви­гателей диаграмму состояния Т—S.