 |
|
Термодинамическая система.
Техническая термодинамика рассматривает закономерности взаимного
превращения теплоты в работу. Она устанавливает взаимосвязь между тепло-
выми, механическими и химическими процессами, которые совершаются в
тепловых и холодильных машинах, изучает процессы, происходящие в газах
и парах, а также свойства этих тел при различных физических условиях.
Термодинамика базируется на двух основных законах (началах) термо-
динамики:
I закон термодинамики – закон превращения и сохранения энергии;
II закон термодинамики – устанавливает условия протекания и направ-
ленность макроскопических процессов в системах, состоящих из большого
количества частиц.
Техническая термодинамика, применяя основные законы к процессам
превращения теплоты в механическую работу и обратно, дает возможность
разрабатывать теорию тепловых машин и исследовать процессы, протекаю-
щие в них.
Объектом исследования в технической термодинамике является термо-
Динамическая система, в которой могут быть группа тел, тело или часть
Тела. Внешняя среда называется окружающей средой. Таким образом
Термодинамическая система это совокупность макроскопических тел,
Обменивающихся энергией друг с другом и окружающей средой (например,
Термодинамической системой может быть газ, находящейся в цилиндре с
Поршнем.
Изолированная система – термодинамическая система не взаимодей-
Ствующая с окружающей средой.
Адиабатная (теплоизолированная) система – система имеет адиабат-
Ную оболочку, которая исключает теплообмен с окружающей средой.
Гомогенная система – однородная система по составу и физическому
Строению, внутри которой нет поверхностей раздела (лед, вода, газы).
Гетерогенная система – система, состоящая из нескольких гомогенных
Частей (фаз) с различными физическими свойствами, отделенных одна от
Другой поверхностями раздела (лед и вода, вода и пар).
В тепловых машинах (двигателях) механическая работа совершается с
Помощью рабочих тел – газ, пар.
Параметры состояния.
Величины, которые характеризуют состояние термодинамической
Системы называются термодинамическими параметрами состояния. Такими
Параметрами являются: удельный объем, абсолютное давление, абсолют-
Ная температура, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, тепло-
Емкость и т.д. При отсутствии внешних силовых полей (гравитационного,
Электромагнитного и др.) термодинамическое состояние однофазной системы
Можно однозначно определить 3-мя параметрами: удельным объемом (v),
Температурой (Т) и давлением (p).
Удельный объем – величина, определяемая отношением объема
Вещества к его массе.
v = V / m , [м3/кг] . (1.1)
Плотность вещества – величина, обратная удельному объему и опре-
Деляемая отношением массы к объему вещества.
ρ = m / V , [кг/м3] . (1.2)
Давление – определяется силой, действующей на единицу поверхности,
И с точки зрения молекулярно-кинетической теории есть средний результат