Работа расширения термодинамического процесса

Работа расширения – это часть энергии рабочего тела, затраченной на совершение процесса по увеличению объема РТ.

Приведенную работу расширения обозначают l_рас. Для термодинамического процесса 1 – 2 ее определяют, используя выражение

 

Работа техническая термодинамического процесса

Работа техническая или полезная – это работа расширения в термодинамическом процессе без энергии, затраченной на преодоления поля сил давления окружающей среды.

Обозначают приведенную техническую работу l _тех и вычисляют

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики – это не что иное, как закон сохранения и превращения энергии: энергия не возникает из ничего и не исчезает, а переходит из одного вида в другой.

Применительно к процессам, протекающим в термодинамических системах, его формулировка следующая: полная энергия изолированной термодинамической системы при любых происходящих в системе процессах остается неизменной.

Для системы, находящейся в энергетическом взаимодействии с окружающей средой, изменение энергии возможно путем двух форм энергообмена – теплоты и работы, то есть:

Второй закон термодинамики

В общем случае второй закон термодинамики обобщает особенности теплоты, проявляющиеся при ее передаче и преобразовании.

Эквивалентные формулировки второго закона термодинамики:

«Энергия в форме теплоты самопроизвольно переходит от теплых тел к холодным; для обратного перехода надо затратить работу (Р.Клаузиус, 1850 г.).

«В периодически действующем двигателе невозможно всю подведенную теплоту без компенсации превратить в работу» (В.Томсон, 1851 г.).

«Все естественные процессы являются переходом от менее вероятных к более вероятным состояниям» (Л.Больцман, 1870 – 1876 г.г.).

Математической записью второго закона термодинамики является выражение:

dS ,

здесь знак равенства относится к обратимым процессам, а неравенства – к необратимым.

Эксергия

В термодинамике максимально возможную техническую работу

системы называют эксергией.

Обозначают эксергию системы E_x. За единицу эксергию в СИ принят джоуль (Дж). Ее приведенное значение (e_x = Е_x/m) имеет единицу измерения Дж/кг.

Цикл

Циклом или круговым процессом называют совокупность термодинамических процессов, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в свое первоначальное состояние.

 

Рабочее тело

Рабочим телом термодинамической системы называют материальное тело, посредством которого в термодинамическом процессе осуществляется преобразование теплоты в работу или работы в теплоту.

Рабочими телами, как правило, являются газообразные вещества – газы и пары, которые способны значительно изменять свой объем при изменении внешних условий.

 

Термический КПД

Под термическим КПД понимают отношение теплоты, преобразо-

ванной в полезную работу цикла, ко всей подведенной теплоте.

Обозначают η _t и вычисляют с помощью выражения η _t = .

Удельная газовая постоянная

Удельная газовая постоянная – физическая величина, равная отношению произведения давления на удельный объем газа к абсолютной температуре.

Обозначают удельную газовую постоянную R, единица измерения джоуль на килограмм-кельвин (Дж/(кг Из определения: R = . При известной молярной массе газа R = .