3.Термодинамическая работа. Координаты р-V.

Термодинамическая работа – работа, вызванная изменением объёма, .

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 L_1,2 = = ; l_1,2 = = .

Работа расширения считается положительной ( , ), а работа сжатия – отрицательной ( ).

4. Потенциальная работа. Координаты р-V. Распределение работы.

Потенциальная работа - работа по перемещению сплошных масс (газа, пара или жидкости) из области одного давления (p₁) в область другого давления (p₂).

Элементарная потенциальная работа простого тела определяется из соотношения .

Удельная потенциальная работа в элементарном процессе определяется по формуле: .

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.

В частном случае для изохорного процесса (v = idem) интегральные значения полной и удельной потенциальной работы определяются по следующим соотношениям: ; .

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 (dE_cz): = + dE_cz; = + dE_cz .

В условиях механических процессов (dE_cz=Gc_Еdc_Е+Ggdz) уравнение распределения термодинамической и потенциальной работ формулируется :

; ,

где c_E – скорость движения тела, dz – изменение высоты центра тяжести тела в поле тяготения.

5. Истинная и средняя теплоемкости веществ.

Теплоемкостью называется количество теплоты, которое надо сообщить единице массы, количества или объема вещества, чтобы его температура повысилась на 1 градус.

Различают массовую теплоемкость с, измеряемую в Дж/(кгК), молярную – Дж/(кмольК) и объемную с' – Дж/(м³К).

Связь между массовой, молярной и объемной теплоемкостью представлена следующими соотношениями: ; .

Теплоемкость газов зависит от термодинамического процесса, в котором подводится или отводится теплота. Если процесс задан условием z = idem, то теплоемкость в этом процессе будет определяться следующим образом:

. - Эта теплоемкость называется истинной.

Экспериментальное определение теплоемкости проводится в двух процессах: при постоянном объеме (изохорная теплоемкость c_v ) и постоянном давлении (изобарная теплоемкость c_p).

Теплоемкость реального газа зависит от температуры и давления. Теплоемкость идеального газа зависит только от температуры.

Для практических расчетов вводится понятие средней теплоемкости в интервале температур от t₁ до t₂, значение которой принимается неизменной для всего рассматриваемого интервала температур (с_zm).

Количество теплоты, подведенной к телу (или отведенной от него) в процессе 1–2 (изобарном или изохорном), определяется соотношением

. .

Средняя теплоемкость численно равна истинной теплоемкости при среднеарифметической температуре процесса.