Закон термодинамики Первый закон термодинамики является частным случаем закона сохранения и превращения энергии
жүктеу/скачать 472 Kb.
|
лекция ттд 4 каз
| 4 Первый закон термодинамики Первый закон термодинамики является частным случаем закона сохранения и превращения энергии. Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность при взаимных превращениях механической и тепловой энергии выражается в следующем виде: Q=L (4.1) где Q-количество тепла, превращенного в работу, Дж; L-работа, полученная за счет тепла Q, Дж. Первый закон термодинамики в аналитической форме имеет вид: dQ = dU + dL (4.2) где dQ-количество тепла, сообщенного извне рабочему телу массой М, кг; dU-изменение внутренней энергии рабочего тела; dL-работа, совершаемая рабочим телом по преодолению внешнего давления, "внешняя работа", работа расширения. Для бесконечно малого изменения состояния 1 кг любого газа уравнение примет вид dq = dU + dl (4.3) Для конечного изменения состояния уравнения (18) и (19) соответственно имеют вид q=U+l, (4.4) Величина работы расширения для 1 кг газа определяется из уравнения: dl = pd, (4.5) Изменение внутренней энергии идеального газа зависит от его температуры, в этом случае: dU = CdT, (4.6) Интегрируя уравнение (23), получаем: U = Cm×(t1 - t2), (4.7) где Cm - средняя массовая теплоемкость при постоянном объеме в пределах от t1 до t2. Количество тепла также может быть выражено через изменение температуры газа, кДж/кг: q = c × (T2 – T1), (4.8) где c-теплоемкость газа в рассматриваемом процессе, кДж /(кг0×С). Выражение (U + p) является параметром состояния. Этот параметр называют энтальпией и обозначают буквой i. i = u + p (4.9) Вводя выражение (25) в уравнение первого закона термодинамики, получаем это уравнение в другом виде: di = dq + dP (4.10) Энтальпия идеального газа зависит также только от его температуры: di = CpdT, , кДж/кг, (4.11) где Cр - средняя в интервале температур (T2-T1) изобарная теплоемкость газа, кДж /(кг0×С). Термодинамический процесс . Под воздействием внешних сил или окружающей среды рабочее тело изменяет свое состояние, что связано с изменением его параметров, т.е. протекает термодинамический процесс. В ТТД имеются понятия равновесные и неравновесные процессы. Равновесным процессом называется процесс, при котором все состояние рабочего тела не является равновесным. Равновесным состоянием называется такое, при котором во всех точках рабочего тела параметры имеют одинаковые, не изменяемые во времени значения. Процесс, в котором каждый момент времени состояние рабочего тела меняется называется неравновесным. Все реальные процессы являются неравновесными. Для изображения рабочих процессов в термодинамике используют диаграммы. р – v диаграмма является рабочей диаграммой, рисунок 4.1. Рисунок 4.1- Изображение термического процесса на р – v диаграмме По оси абсцисс откладывается удельный объем, по оси ординат давление. На диаграмме состояние рабочего тело может изображаться точкой, последовательно изменение состояний, т.е. процесс кривой. Точка 1 изображает равновесное состояние тела, с изменением состояния точки перемещения, образуя кривую, характеризующую процесс. Кривая 1-2 изображает равновесный термодинамический процесс, а точак 2 состояние рабочего тела в конце процесса. жүктеу/скачать 472 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|