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: 571. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Медицинская документация родильного дома Учетные формы родильного дома № 111/у Индивидуальная карта беременной и родильницы № 113/у Обменная карта родильного дома...

Основные разделы работы участкового врача-педиатра Ведущей фигурой в организации внебольничной помощи детям является участковый врач-педиатр детской городской поликлиники...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...

Что такое пропорции? Это соотношение частей целого между собой. Что может являться частями в образе или в луке...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.021 сек.) русская версия | украинская версия