1 Закон тд для закр. Неподвиж. Сис-мы.

Сис-ма не обменивающаяся с окр. средой вещ-вом называется закрытой.

Предполагаем что преобр-е эн-и происх. только в форме теплоты и мех. работы. Измен-е потенц. эн-и связанной с положением сис-мы в проср-ве пренебрегаем, рабочее тело сис-мы считаем неподвижным.

Согласно уравнению E=Eк+Eп +U:

dEк=0dEп=0dE=dU

Полную энергию можно изменить за счет подвода в сис-му теплоты (dQ) и работы (dL) (dE=dQ-dL)

Поэтому dQ=dE+dL=dU+dL(1)

dq=du+dl(2)

l=L/m-удельная работа сис-мы

Согласно (1) и (2) 1 закон ТД гласит:

Подводимая из вне теплота затрачивается на изменение внутренней эн-и сис-мы и на совершение сис-мой работы против внеш. сил.

Без потерь в закр. неподвиж. сис-му может быть подведена или отведена только работа измен-я объема сис-мы. (2):

dq=du+pdυ(3)

Другой вид этого закона получим из (3):

dq=du+d(pυ)-υdp=d(u+pυ)-υdp

Или dq=di-υdp(4)

В интегральной форме (3) и (4) при Cv=constCp=const:

2

q=Cv(T2-T1) + ∫pdυ

1

2

q=Cp(T2-T1) - ∫υdp

1

Обратимые и необрат процессы

В термодинамике сист хар-ся с помощью физ-х вел или переменны. Если переменные принимают устойчивые значения, то сист нах-ся в определенном сост. Поэтому переменные системы наз её параметрами состояния. Термодинамическое сост сист опысивают внут параметрами сост. Сист нах-ся в равновесном сост если при изоляции её от воздействия внешной сферы среды параметры сост сист не изменяются. Поэтому равновесное сост сист может изменится только вследствие внш воздействмя. Процесс при котором изм-ся сост сист наз-ся термодинамическим процессом. Карно вел понятие идеализированный процесс.таким процессом яв-ся обратным процессом . Если система в которои протекает про_сс вернуть в начальное стояние так что во внешней среде не произойдет каких-либо изменений то процесс называется обратным . В пративном случае он называется необратимым . Обратный процесс сост из последовательности равновесных состояний . М/у которыми отсутствует диссипативный эффект . В реальности квази статические изменения состоят и при отсутствие диссипативный эффект не наблюдается но обратный процессы очень важны в термодинамике т.к харак-ся потери мех-ой энергии . Поэтому их можно использовтаь в качестве эталона при оценке эффективности в реальных процессов мех-х устройств.

I з-н ТД для открытой системы(стационарного поточного процесса.

Рассм.откр.систему м/у сеч-ми 1-1, 2-2. В систему подводится теплота Qи тех.работаL_тех(работа вала).Наблюдение проведем за отрезок времени Δτ. За это время в откр. Систему(контрольное пространство) поступает масса в-ва Δmч/з сеч-е 2-2. Добавим к откр.системе с массойm₀м/у сеч-ми 1-1, 2-2 массу Δm. В рез-те получим систему с массойm₀+ Δm. Вел-ну Δmбудем полагать малой.ПрименимIз-н ТД к закрытой подвижной системе:Q= ΔE+L(1.25), гдеL=L_тех+ΔL– общая работа , состоящая из тех.работы и работы, затраченной на проталкивание массы Δmч/з открытую систему. ΔLнайдем по формуле ΔL=P₂ΔV₂-P₁ΔV₁= Δm(p₂v₂-p₁v₁), (1.26), гдеv₁=V₂/ Δm– удельный объем, характеризующий уменьшение объема условно закрытой системы вследствие поступления массы Δm.v₁=V₂/ Δm– уд.объем, характеризующий увеличение объема условно закрытой системы из-за выхода массы Δm.

Изменение запаса энергии равно: ΔE=E₂-E₁=(E₀+ Δm(u₂+w₂²/2+gz₂))-(E₀+ +Δm(u₁+w₁²/2+gz₁)),(1.27), гдеE₀ –запас полной энергии открытой системы (м/у сеч-м 1-1, 2-2). Подставляя 1.26 и 1.27 в 1.25 получим:

Q= Δm(u₂+w₂²/2+gz₂)- Δm(u₁+w₁²/2+gz₁)+ Δm(p₂v₂-p₁v₁)+L_техили

Q= Δm(i₂+w₂²/2+gz₂)- Δm(i₁+w₁²/2+gz₁)+ L_тех (1.28).

Для удельных величин: q-l_тех=i₂-i₁+1/2·(w₂²-w₁²)+g(z₂-z₁) (1.29)

q-l_тех=i₂*-i₁*+g(z₂-z₁) (1.30), гдеi*=(i+w²/2) – Кинетическая энергия.

Подведенная теплота и тех.работа приводят к изменению полной энтальпии и потенциальной энергии в-ва, проходящего ч/з открытую систему.