Тема основные термодинамические понятия и законы
жүктеу/скачать 0,78 Mb.
|
Лекции по теплотехнике
- Бұл бет үшін навигация:
- Температуры кипения и плавления даны при давлении 101325 Па Удельный объем вещества ν
- 1.4.2.Калорические параметры состояния К калорическим параметрам состояния относятся, как уже отмечалось, внутренняя энергия U
Удельный объем вещества ν — это объем, занимаемый единицей массы данного вещества. Плотность вещества ρ— величина, обратная удельному объему и определяющая количество вещества, заключенное в единице объема. Единица плотности в СИ — кг/м3, в системе СГС — г/см3. Плотность и удельный объем зависят от температуры и давления, то есть от термодинамического состояния вещества. Обычно в справочниках приводятся их значения при нормальных физических условиях. За нормальные физические условия принимают давление, равное 101,325 кПа (760 мм рт. ст.), и температуру, равную О °С. Количество вещества. Единицей количества вещества в СИ является моль. Кроме моля применяют кратные и дольные части от моля (кмоль, Ммоль и др.). Количество вещества — это физическая величина, определяемая числом структурных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов). Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. Молярной массой вещества называют отношение массы вещества к его количеству:
где μ — молярная масса. Если выразить в кг, — в молях, μ — выразится в кг/моль. 1.4.2.Калорические параметры состояния К калорическим параметрам состояния относятся, как уже отмечалось, внутренняя энергия U, энтальпия H и энтропия S. Своим названием эти параметры обязаны тому, что ранее измерялись в калориях. Внутренняя энергия. Любая термодинамическая система в каждом состоянии обладает запасом полной энергии E, которая состоит из внутренней энергии U, зависящей от внутреннего состояния тела, и внешней энергии , связанной с движением тела как целого и положением его в каком-либо внешнем поле сил (например в поле сил тяжести), т. е.
Если тело не движется, а влиянием внешнего поля сил можно пренебречь, то полная энергия будет представлять собой только внутреннюю энергию. Любая термодинамическая система (рабочее тело) обладает запасом внутренней энергии, которая состоит из энергии хаотического (теплового) движения и взаимодействия молекул. Поскольку внутренняя энергия рабочего тела зависит от его массы, обычно интересуются значением внутренней энергии, отнесенной к 1 кг массы тела, т.е. удельной внутренней энергией
В общем случае удельная кинетическая энергия теплового движения состоит из удельной кинетической энергии поступательного, вращательного и колебательного движений молекул, зависящей только от температуры рабочего тела, и удельной потенциальной энергии взаимодействия молекул между собой, которая, в свою очередь, зависит от среднего расстояния между молекулами, т. е. от занимаемого рабочим телом объёма. Следовательно, в общем случае удельная внутренняя энергия рабочего тела зависит от его температуры Т и удельного объема v являясь однозначной функцией этих параметров состояния: u = f(T,v) или
Таким образом, важнейшим свойством удельной внутренней энергии рабочего тела является то, что она представляет собой однозначную функцию состояния тела, определяемого любой парой его основных параметров ( , , ), и сама может служить параметром состояния. Из этого свойства следует, что изменение удельной внутренней энергии не зависит от характера процесса, а определяется лишь начальным и конечным состояниями рабочего тела. Следовательно, бесконечно малое приращение удельной внутренней энергии является полным дифференциалом du. В идеальном газе силы взаимодействия между молекулами отсутствуют и удельная потенциальная энергия его равна нулю. Поэтому удельная внутренняя энергия идеального газа состоит только из удельной кинетической энергии движения молекул и определяется его температурой: , или
В замкнутом (круговом) процессе, в котором начальное и конечное состояния совпадают, изменение удельной внутренней энергии равно нулю. Определять абсолютное значение удельной внутренней энергии в большинстве технических расчетов не требуется, так как обычно необходимо знать только ее изменение. Поэтому условно приписывают некоторому состоянию рабочего тела нулевое значение удельной внутренней энергии, а все расчеты ведут относительно этого значения. жүктеу/скачать 0,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||