Работа. - раздел Образование, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Первоначально термодинамика решала достаточно ограниченный круг задач Количественное Выражение Элементарной Работы δl В Общем Виде Определяетс...
Количественное выражение элементарной работы δL в общем виде определяется как произведение проекции Fs силы F на элементарное перемещение точки приложения силы (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Определение элементарной работы
. (3.12)
Работа есть эффект перемещения силы, она зависит от вида процесса. Следовательно, выражение элементарной работы не является полным дифференциалом и знак δ как общий символ бесконечно малых величин указывает на это.
Рассмотрим работу в цилиндре поршневой машины. Элементарная работа сжимаемых тел определяется в зависимости от давления и изменения объема:
Fs=P×f; dS=1/f×dV;
dL=Fs×dS=P×f×(1/f)×dV=P×dV;
dL=P×dV. (3.13)
Работу изменения объема называют термодинамической работой(рис. 3.5). Эта работа в P-V координатах определяется площадью, ограниченной линией процесса и координатами точек начала и конца процесса. Работа считается положительной (L1,2>0), если система совершает ее над внешними телами, т. е. при dV>0, и отрицательной (L1,2<0), если внешние тела совершают работу над системой, т. е. при dV<0 (рис. 3.6).
Рис. 3.5. Определение термодинамической Рис. 3.6. Графическое изображение
работы термодинамической работы
Часто в термодинамике оперируют понятием удельной термодина-мической работы, т. е. работы изменения объема, отнесенной к 1 кг:
dl=1/G×dL=1/G×P×dV=P×du,
l1,2= (3.14)
Интегральное определение полной L1,2 и удельной l1,2 термодинамической работы возможно лишь при наличии уравнений связи между давлением и объемом: j (P, V)=0; j (P, υ)=0.
Эффективная работа реального процесса (dL*, dl*) определяется как разность между обратимой работой изменения объема (dL, dl) и работой необратимых потерь (dL**, dl**).
dL*=dL-dL**; dl*=dl-dl**. (3.15)
Работа, потерянная в необратимых процессах, превращается в теплоту внутреннего теплообмена.
Рис. 3.7. К определению потенциальной работы
Потенциальная работа (W1,2) — работа по обратимому перемещению жидкостей, паров и газов из области одного давления Р1 в область другого давления Р2. Слагаемые потенциальной работы по перемещению газа из области давления Р1 в область давления Р2 изображены на схеме 3.7.
Основные условные слагаемые потенциальной работы — это наполнение LI, расширение (сжатие) LII и выталкивание LIII.
Рис. 3.8. Этапы совершения потенциальной работы
; (3.16)
dW = -V×dP. (3.17)
Элементарная удельная потенциальная работа:
dw = (1/G)×dW = -u×dP. (3.18)
Потенциальная работа имеет положительный знак при перемещении жидкости или газа из области большего давления в область меньшего давления (Р1>Р2) и наоборот, т. е. при расширении положительна, при сжатии — отрицательна. Как и термодинамическая работа, потенциальная измеряется площадью в P-V координатах (рис. 3.8).
(3.19)
аналогично, для удельной потенциальной работы:
(3.20)
При вычислении интегральной величины потенциальной работы, как и при вычислении интегральной термодинамической работы, необходимо иметь уравнение процесса изменения состояния вещества j (P, V)=0, или j1 (P, u)=0 для удельной потенциальной работы.
Потенциальная работа dW, dw — это сумма эффективной работы dW* и работы необходимых потерь dW**.
dW=δW*+δW**; соответственно, dw=dw*+dw**.
Потенциальная работа необратимых потерь dW* превращается в теплоту внутреннего теплообмена. Эффективная потенциальная работа dW*=dW-dW** непосредственно передается телам внешней системы dLc* и используется для изменения внутренней энергии внешнего положения рабочего тела dEcz.
Овладение тепловой энергией позволило человечеству совершить первую... Первоначально термодинамика решала достаточно ограниченный круг задач связанных с чисто практическими расчетами...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Работа.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Газовые смеси
Смесь представляет собой систему тел, химически не взаимодействующих между собой. Структура отдельных компонентов смеси в процессах смесеобразования и стабилизации смеси не изменяется.
Раз
Законы идеальных газов
Идеальным газом является газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона при любых плотностях и давлениях.
1. Закон Бойля — Мариотта(1622 г.). Если температура газа постоянна, то
Выражение закона сохранения энергии
Первое начало термодинамики — математическое выражение закона сохранения и превращения энергии применительно к тепловым процессам в его наиболее общей форме. Открытию закона сохранения и превращени
Первое начало термодинамики простого тела
Простым телом называют тело, состояние которого вполне определяется двумя независимыми переменными (Р, u; u, t; Р, t).
Для таких тел термодинамическая работа определяется как обратимая раб
Закон Майера
Для идеальных газов справедливо утверждение, что внутренняя энергия U и энтальпия h являются функциями только одной температуры (закон Джоуля):
U=u(t); h=u+P×u=u(t)+RT=h(t). (3.43)
Принцип существования энтропии идеального газа
Из уравнения первого начала термодинамики для идеального газа посредством деления правой и левой частей на абсолютную температуру Т можно получить выражение для энтропии — новой функции состояния.
Работа в термодинамических процессах
Величина работы определяется, исходя из уравнения этого процесса j (Рu)=0 и уравнения политропы с постоянным показателем.
dw = -u×dP dl-dw=P×du+u×dP=d(Pu);
Холодильного коэффициента
Тепловыми машинами в термодинамике называют тепловые двигатели и холодильные машины. Тепловым двигателем принято называть непрерывно действующую систему, осуществляющую прямые круг
Цикл Карно
В 1824 г. французский инженер Карно, исследуя эффективность работы тепловых машин, предложил обратимый цикл, состоящий из 2-х адиабат и 2-х изотерм и осуществляемый между двумя источниками постоянн
Второе начало термодинамики
Наблюдения явлений природы показывают, что все процессы имеют необратимый характер, например: прямой теплообмен между телами, процессы прямого превращения работы в теплоту путем внешнего или внутре
Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания
Термодинамическими циклами ДВС называются циклы, в которых процессы подвода и отвода тепла осуществляются на изобарах и изохорах (P=idem, V=idem), а процессы сжатия и расширения протекают адиабатич
Газовые смеси
Задача 1. По данным анализа установлен следующий объемный состав природного газа: СН4=96%; С2Н6=3%; С3Н8=0,3%; С4Н
Первое начало термодинамики
Задача 1. При движении природного газа по трубопроводу его параметры изменяются от t1=50°C и P1=5,5 МПа до t2=20°C и P2=3,1 МПа. Средняя
Процессы изменения состояния вещества
Задача 1. 1 кг метана при постоянной температуре t1=20°C и начальном давлении Р1=3,0 МПа сжимается до давления Р2=5,8 МПа. Определить удельный коне
Термодинамические циклы
Задача 1. Определить параметры состояния (Р, V, t) в крайних точках цикла ГТУ простейшей схемы, работающей при следующих исходных данных: начальное давление сжатия Р1=0,
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
4.1.1. Теплопередача, её предмет и метод, формы передачи теплоты
Наука, именуемая теплопередачей, изучает законы и формы распределения теплоты в пространстве. В отличие от
Температурное поле
Процесс теплопроводности, как и другие виды теплообмена, может иметь место только при наличии разности температур, согласно второму закону термодинамики. В общем случае этот процесс сопровождается
Температурный градиент
Температурное поле тела характеризуется серией изотермических поверхностей. Под изотермической поверхностью понимают геометрическое место точек температурного поля, имеющих одинако
Тепловой поток. Закон Фурье
Необходимым условием распространения теплоты является неравномерность распределения температуры в рассматриваемой среде, т. е. grad t ¹ 0.
В 1807 г. французский математик Фурье высказ
Коэффициент теплопроводности
Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества, характеризующим его способность проводить теплоту. Из уравнения (4.7) следует, что коэффициент теплопроводности численно равен:
Условия однозначности для процессов теплопроводности
Так как дифференциальное уравнение теплопроводности выведено на основе общих законов физики, то оно характеризует явление теплопроводности в самом общем виде. Поэтому можно сказать, что полученное
Теория размерностей
Теория размерностей используется в том случае, когда нет дифференциального уравнения, описывающего данный процесс. В условиях вынужденной конвекции величина коэффициента теплоотдачи является функци
Теплообмене
№ п/п
Наименование величины
Показатель степени
Размерности
к
Теория подобия
При использовании теории подобия необходимо иметь дифференциальное уравнение, описывающее исследуемый процесс. Проводя критериальную обработку этого уравнения, получают состав критериев подобия. Вы
Некоторые случаи теплообмена
Применительно к определенным задачам уравнение (4.67) может быть упрощено. При стационарных процессах теплообмена выпадает критерий Fо и тогда
Nu=¦(Re, Gr, Pr). (4.69)
В случае вы
Теплообмен при естественной конвекции
Для расчета коэффициента теплоотдачи в условиях естественной конвекции в большом объеме теплоносителя обычно пользуются критериальной зависимостью вида
Nu=C(Gr×Pr)n. (4.75
В трубах и каналах
Интенсивность теплообмена в прямых гладких трубах зависит от режима течения потока, определяемого величиной Re=ωd/ν. Если Re£Reкр, то режим течения ламинарный. При движен
Теплоотдача при поперечном обтекании труб
Процесс теплоотдачи при поперечном обтекании труб имеет особенности, которые обусловлены гидродинамикой движения жидкости вблизи поверхности трубы.
Для определения коэффициента теплоотдачи
Виды лучистых потоков
Количество энергии, излучаемое поверхностью тела во всем интервале длин волн (от l=0 до l=¥) в единицу времени, называется интегральным (полным) потоком излучения Q (Вт). Излуч
Законы теплового излучения
Законы теплового излучения получены применительно к идеальному абсолютно черному телу и к условиям термического равновесия.
4.4.3.1. Закон Планка
Разрабатывая квантовую тео
Особенности излучения паров и реальных газов
Газы, как и твердые тела, обладают способностью излучать и поглощать лучистую энергию, но для различных газов эта способность различна. Одно- и двухатомные газы (кислород, водород, азот и др.) для
Оптимизация (регулирование) процесса теплопередачи
В технике встречаются два вида задач, связанных с регулированием процесса теплопередачи. Один вид задач связан с необходимостью уменьшения количества передаваемой теплоты (тепловых потерь), т. е. с
Теплопередача при переменных температурах
(расчет теплообменных аппаратов)
Теплообменным аппаратом (ТА) называется устройство, предназначенное для передачи теплоты от одной среды к другой. Общие вопросы по ТА дост
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
. (3.12)
(3.14)
; (3.16)
(3.19)
(3.20)
Новости и инфо для студентов