Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
мжиг1.DOC
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
5.14 Mб
Скачать

2.3. Работа процесса.

Передачу энергии от одного тела к другому, связанную с изменением объема рабочего тела или с его перемещение во внешнем пространстве называют работой. В процессе работы всегда должно быть два тела. Одно тело производит работу и отдает энергию, второе тело получает энегрию и над ним совершается работа. При совершении работы изменяются параметры состояния ТРТ.

Рассмотрим частный случай - работу газа в замкнутом объеме при постоянном давлении и в равновесном процессе.

Если подвести к газу некоторое количество теплоты q, то он будет расширяться и перемещать поршень на расстояние s. При этом будет меняться объем V. Так как количество газа неизменно, то удельный объем будет изменяться от v1 до v2. По определению работа есть произведение силы на путь

l = pAпs,

где Апs = v1 - v2

откуда

l = p(v1 - v2)

или

dl = pdv.

При произвольном процессе работа есть интеграл (при этом необходимо знать зависимость давления р от удельного объема v, которая определяется видом термодинамического процесса)

Таким образом работа процесса есть площадь под кривой процесса в координатах p,v

При произвольной массе газа работа будет пропорциональна массе m

L = mp(v1 - v2).

Теперь уравнение первого закона термодинамики принимает вид

dq = du + dl = du + pdv.

В дальнейшем будут получены еще ряд выражений для первого закона термодинамики. Все полученные выражения необходимо знать, поскольку они будут использоваться при выводах различных положений пневмоавтоматики.

Для произвольного канала с движущимся газом можно сделать аналогичные выводы, что

где w - скорость газа в канале.

2.4. Энтальпия.

В тепловых расчетах часто используется функция, которая по предложению Камерлинг-Онесса была названа энтальпией

КАМЕРЛИНГ-ОННЕС Хейке (1853 – 1926)

голландский физик, один из основателей физики низких температур, организатор и первый директор криогенной лаборатории в Лейдене (1894, ныне им. Камерлинга-Оннеса), иностранный член-корреспондент АН СССР (1925).  Лауреат Нобелевской премии (1913). Первым достиг температуры близкой к абсолютному нулю. Открыл сверхпроводимость (1911).

В 1922 г. Эйнштейн сделал следующую запись в памятной книге профессора Камерлинг-Онесса, лауреата Нобелевской премии по физике 1913 г. за исследования в области физики низких температур: «Ученому-теоретику не позавидуешь. Ведь природа, точнее эксперимент, – неумолимый и не очень дружелюбный судья его работы. Он никогда не говорит теории «Да». В лучшем случае он говорит «Возможно», а в подавляющем большинстве случаев – просто «Нет». это означает «Нет». Вероятно, каждая теория рано или поздно услышит свое «Нет», а большинство теорий слышит это сразу после рождения»

i = u + pv

Рассмотрим выражение для первого закона термодинамики

dq = du + dl = du + pdv = du + d(pv) - vdp = d(u + pv) - vdp = divdp,

откуда получаем

dq = di - vdp.

Из последнего уравнения получаем, что при p = const вся подведенная теплота идет на изменение энтальпии системы.

dq = di.

Энтальпия равна энергии расширенной системы - ТРТ и окружающей среды.

Энталпия это теплосодержание системы. Энтальпия является функцией только температуры системы , так как

i = u(T) + pv = u(T) + RT.