Студопедия — Первый закон термодинамики.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Первый закон термодинамики.






Первый закон гласит: все подведенное к рабочему телу тепло расходуется на изменение его внутренней энергии и совершение работы расширения.

Математическое выражение 1-го закона термодинамики

(1.42)

 

где q – удельная теплота, Дж/кг;

u – удельная внутренняя энергия, Дж/кг;

l – удельная работа изменения объема, Дж/кг.

Отсюда видно, что невозможно создать вечный двигатель первого рода, то есть двигатель, который позволял бы получать работу без энергетических затрат.

В 1843 г. английский физик Джоуль сформулировал на основании проведенных им экспериментов весьма важный закон идеальных газов – « Внутренняя энергия идеального газа зависит лишь от его температуры », так как потенциальная энергия равна нулю (силы взаимодействия между молекулами отсутствуют).

Температура идеального газа определяется внутренней кинетической энергией, а температура – параметр состояния термодинамической системы. Следовательно, изменение внутренней энергии не зависит от вида процесса, а зависит только от начального и конечного состояний рабочего тела, которые определяются по его параметрам.

Для вывода расчетного уравнения изменения внутренней энергии любого рабочего тела рассмотрим процесс подвода теплоты к рабочему телу массой 1 кг, заключенного в сосуд постоянного объема. В этом случае удельный объем тела не изменяется, поэтому не совершается работа изменения объема и вся подводимая теплота расходуется только на увеличение его внутренней энергии

 

 

Так как процесс изохорный, то

 

 

где сv – средняя удельная массовая изохорная теплоемкость, Дж/(кг·К).

Следовательно,

 

 

После интегрирования получим

 

 

где u1, u2 - удельная внутренняя энергия в начале и в конце процесса, Дж/кг;

T2 и T1 – начальная и конечная температура в термодинамическом процессе, К.

Подставив в уравнение (1.42) выражение

 

 

Получим dq = du + d(pv) – vdp

Или dq = d(u + pv) – vdp

С учетом обозначений i = u + pv

Получим dq = di – vdp(1.46)

Величина i является новой функцией состояния, так как она определена значениями внутренней энергии u, давления p и удельного объема v. Эту величину называют удельной энтальпией, Дж/кг – функцией состояния системы, равной сумме внутренней энергии u и работы ввода тела удельным объемом v в среду с давлением p. Уравнение (1.46) иногда называют второй формой первого закона термодинамики.

1. Энтальпия

dq = di – vdp.(1.46) Вторая форма первого закона термодинамики

Величина i является новой функцией состояния, так как она определена значениями внутренней энергии u, давления p и удельного объема v. Эту величину называют удельной энтальпией, Дж/кг – функцией состояния системы, равной сумме внутренней энергии u и работы ввода тела удельным объемом v в среду с давлением p. Уравнение (1.46) иногда называют второй формой первого закона термодинамики.

Изменение удельной энтальпии в любом термодинамическом процессе определяется только начальным и конечным состоянием тела и не зависит от характера процесса.

Теплота, подведенная при постоянном давлении, идет только на изменение энтальпии данной системы. Это выражение часто используется в расчетах, так как огромное количество процессов подвода теплоты идет в теплоэнергетике при р = const (в паровых котлах, камерах сгорания газовых турбин, теплообменных аппаратах и т. д.).

Изменение энтальпии идеального газа численно равно количеству теплоты, подводимой к газу при его нагревании при постоянном давлении.

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 656. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Словарная работа в детском саду Словарная работа в детском саду — это планомерное расширение активного словаря детей за счет незнакомых или трудных слов, которое идет одновременно с ознакомлением с окружающей действительностью, воспитанием правильного отношения к окружающему...

Правила наложения мягкой бинтовой повязки 1. Во время наложения повязки больному (раненому) следует придать удобное положение: он должен удобно сидеть или лежать...

ТЕХНИКА ПОСЕВА, МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР И КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА БАКТЕРИЙ Цель занятия. Освоить технику посева микроорганизмов на плотные и жидкие питательные среды и методы выделения чис­тых бактериальных культур. Ознакомить студентов с основными культуральными характеристиками микроорганизмов и методами определения...

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес. Согласно ГОСТ 4835-2006* устанавливаются типы колесных пар для грузовых вагонов с осями РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм. Номинальный диаметр колеса – 950 мм...

Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия