1.1.Равновесные состояния

Если внутри термодинамической системы между ее частями нет переноса массы (перемешивания) и переноса энергии (в формах работы или теплообмена), соответственно если система находится в состоянии внутреннего и внешнего покоя, то такую систему называют равновесной. Еслинеравновеснуюсистему изолировать от внешней среды, то она рано или поздно перейдет самопроизвольно в равновесное состояние.

Мы принимаем также, что равновесное состояние характеризуется также однородностью свойств во всех частях системы и поэтому определяется минимальным числом параметров по сравнению с неравновесным состоянием. В частности, равновесное состояние большинства рабочих тел определяется двумяпараметрами состояния.Остальные параметры зависят от первых двух.

1.2.Основные параметры равновесного состояния

Равновесное состояние термодинамической системы описывают, указывая значения ее параметров состояния.

Параметрами состояния равновесной термодинамической системы являются:

v, м³/кг - удельный объем;

р, Па - давление;

t, ^оС - температура.

Эти первые три параметра называются термическими. Они могут быть непосредственно измерены, например, ареометрами, манометрами, термометрами. Следующая группа параметров называетсякалорическимипараметрами состояния. Их называют такжефункциями состояния,поскольку их значения в таблицах представлены как функции термических параметров. Эти табличные значения - результат сложных и дорогостоящих исследований. Калорическими параметрами являются:

u, кДж/кг - удельная (отнесенная к одному кг) внутренняя энергия;

h, кДж/кг - удельная энтальпия;

s, кДж/кг/К - удельная энтропия.

1.3. Давление

Давление газов, паров измеряют манометрами. Вследствие конструктивных особенностей манометров приходится различать абсолютное и избыточное давление. То давление, которое газ оказывает на стенки сосуда, называют абсолютным. Однако манометры измеряют не абсолютное давление, аразность между абсолютным и атмосферным давлением. Эту разность, т.е. непосредственно показания манометра называютизбыточным давлением. Чтобы в практической работе на производстве пользоваться таблицами термодинамических свойств рабочих тел, необходимо уметь переводить показания манометра (избыточное давление) в собственно давление газа или пара на стенки (абсолютное давление).

Принимаются следующие обозначения:

р_а(или просто р) - абсолютное давление, в таблицах выражается обычно вкилопаскалях(кПа) илимегапаскалях (МПа), а иногда вбарах (бар);

р_и- избыточное давление (по манометру), причем это давление на шкалах манометров принято выражать в старой системе единиц, т.е. в кГс/см²(килограмм-сила на квадратный сантиметр),

В - барометрическое, или атмосферное давление, измеряемое по барометру, отградуированному обычно в мм рт.ст.

Вычисление абсолютного давления производится по формуле

р_а= р_и+ В . (1-1)

Чтобы воспользоваться этой формулой, надо уметь выразить кГс/см²и мм рт.ст. в кПа или МПа. В приближенных расчетах (прикидках) при невысоких давлениях можно (с целью упростить и ускорить расчет) принять, что

1 кГс/см²1 бар = 100кПа = 0,1 МПа,

В 1 бар = 100 кПа = 0,1 МПа.