Эксергия и анергия.

В зависимости от степени превратимости энергии, формы энергии можно разделить на группы: 1.эксергия –неограниченно превратимая энергия (механическая и электрическая) 2.ограниченно превратимая энергия (теплота, внутренняя энергия) 3. непревратимая энергия (внутренняя энергия окружающей среды). Все непревратимые в эксергию формы энергии называют анергией. Ограниченно превратимые фрмы энергии можно преобразовать в аксергию только частично. Остаток в эксергию превратить нельзя. Поэтому такие формы энергии можно представить состоящими из эксергии и анергии. Неограниченно превратимая их часть называется эксергией (например эксергия теплоты), а непревратимая в эксергию –анергией(анергия теплоты). Используя, введенные понятия эксергии и анергии второй закон термодинамики можно записать в след виде: все формы энергии состоят из эксергии и анергии, причем каждая из этих составляющих может быть равна 0. Первый закон термодинамики может быть также видоизменен: во всех процессах сумма эксергии и анергии остается постоянной.

Дросселирование газов(часть1)

Процесс понижения давления газа при прохождение через препятствие называется дросселированием. Снижение давления газа является следствием потерь на трение и вихреобразование из-за этого процесс дросселирования относится к необратимым процессам. Часть кинетической энергии после диафрагмы преобразуется в теплоту. Контрольную поверхность с рабочим телом между сечениями 1-1 и 2-2 можно считать адиабатной системой. В процессе дросселирования изменения скоростиW=W₂-W₁поэтому из ф.:приg=0 и,.

Изменение температуры после дросселирования газа называется дроссель-эффектом Джоуля-Томсона. В идеальном газе энтальпия зависит только от температуры, поэтому для идеального газа эффект Джоуля-Томсона равен нулю (Т₂=Т₁). В реальном газе энтальпия дополнительно зависит от давления:

т.к., топоэтому

;-дифференциальный эффект дросселирования.

В термодинамике доказывается что , поэтому величина дифференциального эффекта дросселирования равна:

Используя ур. Ван-дер-Ваальса: можно получить

или . Температура при которой эффект дросселирования отсутствует (dT=0) называется температурой инверсии. Используя значение критической температуры для реального газаможно найти отношение:

. Т_КР- температура в кретической точке на кривойPV. Т.к. при дросселированииdP0, то знакбудет зависить от знакаили от отношения температурв соответствии с этим различают 3 случая:

1)Положительный дроссель-эффект

>0 : приdT<0 илиT<T_ИНВ

2)Отрицательный д.-э.

: приdT>0 илиT>T_ИНВ

3) Нулевой д.-э.

: приdT=0 илиT=T_ИНВ

Изменение знака дроссель эффекта называется инверсией. Температура T_ИНВ

Дросселирование газов(часть2)

большинства газов (кроме Н и Не) достаточно велики, поэтому процессы дросселирования обычно идут с понижением температуры (dT<0)

При снижении давления изменение температуры газа определяется интегральным дроссель-эффектом Джоуля-Ленца

Тепловая хар-ка обратимых циклов.

Сравним(1,38) с(1,33) получим для ц.Карно:

Отношениеq/Tназ-ся приведённой теплотой, след-но в обратимом цикле Карно, алгебр-я сумма

приведённых теплот =0 (1,40) В (1,40) под qпон-ся алгебраическая величинаqбольше 0

приводимой теплоты qменьше 0 отводимой теплоты. Выражение (1,40) называется тепловой характеристикой ц.Карно.Рассмотрим произвольный обратимый цикл.А-В-С-Д-А Он должен совершаться под воздействием бесконечно большого кол-ва в высших и низших ист-ов теплоты соот-но на линиях А-В-С и сжатия С-Д-А. Разобьем этот цикл на бесчисленное множество обратимых циклов Карно.Проведя адиабаты на бесконечно малом расстоянии друг от друга. Для каждого элементарного ц.Карно по аналогии с (1,40) можно записать что сумма приведённых теплот=0

или

Сложив подобные выражения получим:

Или

(1,41) Выражение (1,41) наз-ся уравнением или интегралом Клаузиуса