3.Термодинамическая работа, координаты p-V
Рис. 1.1.Термодинамическая работа обратимого изменения объема
Удельная
элементарная термодинамическая работа
обратимого изменения объема
(Дж/кг)
определяется:
.
(1.1)
Поскольку
термодинамическая работа зависит от
пути (вида) процесса, для вычисления
интегральных значений полной (
),
или
удельной (
)
работы должны быть заданы уравнения
процессов изменения состояния тела в
форме,
либо его графическое изображение в
диаграммах состояния р–V(v).
Работа определяется площадью под кривой процесса независимо от вида рабочего тела и его свойств . В силу этого координаты р–V и р–v называются универсальными координатами работы.
В
частном случае для изобарного процесса
(p
= idem)
интегральные значения полной и
удельной термодинамической работы
определяются по следующим соотношениям
L1,2
=
=
;
l1,2
=
=
.
Работа
расширения считается положительной
(
,
),
а работа сжатия – отрицательной (
).
Эффективная
работа реального процесса
равна разности обратимой работы изменения
объема
и работы необратимых потерь
:
.
Необратимые
потери термодинамической работы (
)
превращается в теплоту внутреннего
теплообмена (
),
как и у потенциальной.
4. Потенциальная (техническая) работа
Потенциальная работа - работа по перемещению сплошных масс (газа, пара или жидкости) из области одного давления (p1) в область другого давления (p2), т.е. потенциальная работа - это работа обратимого изменения давления.
Элементарная
потенциальная работа простого тела
определяется из соотношения
.
(1.5)
Удельная
потенциальная работа в элементарном
процессе
определяется по формуле
.
(1.6)
Для
определения интегральных значений
полной (
)
или удельной (
)
работы надо знать уравнение процесса
изменения состояния рабочего тела
или его графическое изображение в
диаграммах состояния р–V
или р–v.
Работа определяется в кооординатах р–V площадью независимо от вида рабочего тела и его свойств.
Рис. 1.2. Потенциальная работа обратимого изменения давления
В
частном случае для изохорного процесса
(v
= idem)
интегральные значения полной и
удельной потенциальной работы
определяются по следующим соотношениям:
;
.
(1.7)
Потенциальная
работа (+) при снижении давления (
)
и (-) –
(
).
Потенциальная
работа в обратимом процессе (
)
есть сумма эффективной работы
и необратимых потерь работы
:
=
+
.
Эффективная
т/д работа (
)
простого тела в замкнутом пространстве
и эффективная потенциальная работа (
)
потока передаются внешней системе (
или
)
и используются для изменения энергии
внешнего положения тела (dEcz):
=
+ dEcz;
=
+
dEcz
.
В условиях механических процессов (dEcz=GcЕdcЕ+Ggdz) уравнение распределения термодинамической и потенциальной работ формулируется :
;
,
где cE – скорость движения тела, dz – изменение высоты центра тяжести тела в поле тяготения.