Лепёшкин Гидравлика (1003560), страница 18
Текст из файла (страница 18)
д График, приведенный на рис 8.3, прийятО называть Тэ-диаграммой. Едйницсй $гзмсрсния колпчсспи тсплоты в СИ также явластся Дж (джоуль). Олнако ло снх пор ино~да использустся устарсвшая сдиница измсрсйия тсплоты — калория (кал), При псрсводс единиц теплоты могуг быть пспольюваны соогношсййя: ! кал = = 4,)9 Дж или ! Дж = 0.239 кал. Единицы нзмсрсйия )«тельной тсплоты. Дж/кх или кал/кг. Из изложснного Слсдуст, что тсплоОбмсн и (х»бота явдяютсй формами Обмсна э»»српп», а нх колнчсепю прсдстахдяст собой энсргик»„псрсдавйсмую В процсссс знсргообмсна. Одной из энсргстичсских хйрйктсристик„широко использусмой В тсрмо»шнймичсс»к»м анализс, йалястсй зйлкымй»л.
Энтальпий Н— эго Всличинв, равная суммс внутрсннсй анархии тсрмодинамичсской систсмы н произвсдсния давления р и сс Объема й': 0= (1+ рй', (8 ) Наиболсс часто эта вс»шчинй примснястся при анализа тсрмолинамичсских систсм, используюших В кйчсствс рйбочсГО тсла газ.
Например, энтальпия газа, заключенного в цилиндре (см, рис. 8.1), может быль вычислена по формулс И 61+ рЮ,ХС. Анализ послсдисй заы»сим»»стн позах»ляст сдслать вывод, чтО второе слыэсыос являстся потснцнальной энергией сжатого газа.
При сгО рйс»пирснии этй э»»српв» мО»кст быль рсализОванй лля совсршсння работы. Из этою слсдусг, что энтальпня прсдставляст собой сумму внугрсннсй энергии рабочсго тала и сго птс»»циа»ль ной энергии, которой оно облалйст вслслспяш сжатия. Зитальпня .О опрслслястся всличинами (Х, р и й', значсния которых индивидуальны для ха ВлОГО состояния тсрмодинамичсской сисгсмы. Поэтому знп»льп»»Я также имеет опрслслсннсс и сдинствсннос значснис лля каждого состояния систсмы, т.с. Лвлястся Функцией сс состояния. В тсрмолинам»»хс ЧЙСГО нспользуст»З» такжс удсхьнай ЗН»ЙЛЬПий: О (»'+ рй' л= — = — - — =я+ри». »а ул Размсрноспйо згпэльп»»и, как и других энсргстичсских пйраь»стров, в Си являсгся Дж (джоуль), а удельной энталытии — Д»х/кг.
Таких» 061»азОм, внутрсн»»яя энс1л'ия и энтальпия тсрмодинймичсской систсмы прсдс»валях»т собой функции се состояния„а работа и тсплообмсн Яв»В»ются формами обмена энсрг»п». Для опрсдслсния количссп»а тЕПЛоты В тсрмОДинаыичссКИХ Расчстах ши(юко нспользустся понягис л»салосз»к»ктля, ПОд тсплос»4- костью с Всц»ссп»а В бол»лци»»сп»с случасв понимают количсст»ю тсплоты, поглошсннос телом при нагревании сго на один градус.
На практикс используют удсльные тсплосмкостн, т.с. тсплосмкости сднницы количсства Всгцсспх». Различают массову»о, Обьсх»- у л у к . Наиб ш р р р н п у- чила Нас»к»вая тсплосмкость. Под ковзрой ионны»лот тсплосмкость всшссп»Й сдиничной массы. При массе всп»сства л» сто массовал тсплосмкость опрглсляегсл по формуле )ля г (8.5) гдс л(г» -- колнчсспю тсплоть», полвслснной к Всшсстйу; л7"— измснснис тсмпср»»гуры всц»сства. Единнцсй измсрсннй удсльной массовой тсплосмкосгн в СИ являстся Дж/(кг К). С.лслуст Отмсппь, что тсплосмкость Вс»цсстВЙ зависит Ог услоВий сто нагрс»л».
Зто ОбъяснястсЯ тсм, чтО 1»ри нагрсйс тсла мОжст СОВСРШЙТЬсЯ И Какал-то работа. ТОГЛЙ ЧЙСТЬ ПОЛвсдсннОй тсцлоты '. будет потрачсна на эту работу. В таком случас тсплосмкосгь данно, го Всц»сства окажстся мсныцс. $ В машиносхросн»»и 1»спцльзу»отся щ»оцсссы, В ~о~орых на»рсв 8 ';, или охлйжлснис рабочего тела (газа) осушссталжтся бс» измснс- 1 Ния Даалсння р.
Такую тсплосмкость В ЛЙЛЬнойШСМ будем обозна- 8 чатьс (удсльная теплосмкосгь при пос»оянномда»ьтснии), Нс мса нсс важной шзляется тсплосмк»»с»ь Всц»сатэа (газа), полученная прн 1,; тсплообмснс, В щюцсссс которого сго обьсь» Ос»астся посхояннь»м. .~ Такую тс»шоемкосгь в дальисйшсм будсм обозначать г, (удсльнал тсгц»ось»кость прн постоянном Объсмс). Тсплосмкости с и с„связаны между собой.
Для идсальноп» газа ; зависимость между нихп» устанйвливаст известная из физики Фор; мула Майсра А, : гдс й — унивсрсальная газовая постоянная, Дж/(кг К) Следует отмстизь, что при тсрмолинамнчсскнх расчсшх неко., торых тсхничсских устройств крайне важным является отношение г улсльных тсплосмкостсй с и е„, которое получило названнс Лаках милель ад»»айэ»ьс 1 А .= г„/с„. (8.6) ж Из совмссп»ого рсшсния формулы Майсра и (8.6) можно получить связь ь»сжлу удсльнь»мн тсплосмкОсп»ми с и с„„пОказйтс" 1» лсм адиабаты А и удсльной гамяюй постоянной»г: 1 с„= — Рис= — л. 8-1 8-1 Практика поьз»з»»лй, что тсплосмкосхь можст Вссьма сушсс»вснх но зЙВИСстЬ От тсМПСратурм (рнС.
8.4). Поэтому истинная тсплосм' косгь можег быть опрсдежнй по формуле (8 5) при бссконсчио малом измснснии тсыпсратуы (практичсски при Т== озпзг). Одна° ко для расчсгов рсальных процсссов, которыс щ исходят щ и пс» 93 4 рспалах температур (От начальной Т„ДО конечной Тк) „угюбнее использовать ко- и тем р уры ДТИ теплоты Д()и В эзоы слУчае теплота может быль определена по 4юрмулс гдс е — расчетная удельная ьгассовай ти$лжмВхть В ЙнтбрйжежмйО(ятурот рнс. 3.4. ъ$висимоссь сетию- Ти дО 7„'„ емкости от тамс1ЕРвтурн Ддя определения расчетной тспло- смкосзп следует воспользоваться таблицей, в которой приведены теплоемкости дантюго вещества при различных темпе(япурах (7Н уь ..., Т), н найти сс среднее значснис.
Дднныс ПО тсгслоемкости можнО пОлучить В любОм справОчникс по термодинамике. При проведении практических термолинампчсских расчетов частО Приходится Сталкналгься СО СмсСЯМИ гаэов. ДЛЯ ОПРСДСЛСння удельной теплосмкости смеси следует предварительно определить УДЕЛЬНУЮ ТЕПЛОЕМКОСтЬ Сь Сь ..., С„КажЛОГО ИЗ ГаЗОВ, Соетавлвющпх зту смесь. Формулу лля вычисления теплоемкостей газовых смесей получают при допущении, что теплота, расходуемая на нагрев смеси, равна сумме тегцюты„затраченной на нагрев каждого из газов смеси. Тесла массовая теплосмкость газовой смеси макет быть вычислена по формуле где тв вть ...„лс„— массы газов, саставляюшлх смесь, а ив общая мжса газовой смеси, 6.4, Первый закон термодинамики В процессе развншя науки били найдены количественные соотношения МСЖлу различными видами энергии.
Эти соотношения получили название эквивалентов. Иа основе эквивалентности различных форм энергии был сформирован (к середине Х(Х в.) закон сохранения и преврагдения энергии: энергия нс возникает пз ничего и не исчезает бесследно. Закон сохранения и превращения энергии„приведенный к фОрмс, )лобной для тсрмолинампческого анализа,, НОснг название лсрввгв зяловя (лс)хтвгв мгчцьз) гвс)тмвдвллмккй. Для получения математической зависимости первого закона термодинамики рассмотрим закрытую систсьгу, козО~ъйя мОжст 94 обмениваться с Окружающей средой теплотой и механической работой. Пусть к этой системе за какой-то пернол времени полвслена теплота О, и за тот хсе период времени Она совершила работу 7, Внугренняя виера системы за счет лого изменится на л 6( Тогда иа Основании закона сох)зансння н щтсврацгения энергии тюлучим мкгематическую запись первого закона термолпнамнки: л(7= О,- А. (3.7) 1, В термодинамике принято считать теплоту„подведенную к си° стсмс, т.с.
увсличиваюцбзо ее внутреннкво энергию, положительной. Работу, выполненную термолпнамнческой системой, т.с. уменьшающую се внутреннюю энергию, также считают пОЯОжи: тельной. Итак, зависимость (3.7) позволяет сфорьтулпроввть первый за- $ кон термодинамики слелукпцим Образом: изменение внутренней ; энергии тсрмолинамнческой системы равно разности между под'„': веденной к ней теплотой и работой, совершенной этой системой. ФО(змулщювка псрвого закона тсрмОдпнамнки равнозначна уг" ', верхотению, что вечный двигатель первого рода не возможен, Иов таким двпппслем понимаот машину, которая совсрцгаст работу '.
без подвода к ней энергии, Из первого закона термодинамики могут быть получены трн ,' частных случая. Если термодинаьтичсская система заключена в аб- солютно жесткую (механическая работа невозможна) н влнабат:. Ную (непроницаемую для теплоты) оболочку, зо л(7= 6, т.с. внут, ренняя энергия системы постоянна. Если термодинамическая си- 7 стема за~лю~ен~ в абсолютно жесткую Оболоч~у, но Возможен тспь лообмен с внешней срсвой, то д(7= ()„т.с. се внугрсиняя энергия возрастает на значение подведенной тегшОты. Если термодинамическая система находится в теплоизолирукплей, но деформирув смой оболочке (возможна механическая работа), то д(7= -У, т.е.
ее внутренняя энергия уменьшается на величину работы, совергпа, емой этой системой. До сих р пер й закон т рмол- Ю ь намики рассматривался применительно в 7 к закрытым системам. В открытой тср- молпнамичсской системе изменение ес,,-:+::;.-'„':,:::;,-:-...:~.',.";,::"'-.::,:;;:: ":;.-:.:: .-' Внутренней энергии дополнительно свя. зано с обменом вепсеством, Рассмотри О Кр Пуют рмсд амп- А ',' '..":: " .:.- -..: '" л :, ческую систему (рис. 3.5)„ограничен( ную поверхностью МВСК, через кото- 6 гт...
Тк рую осуществляется Обмен теплотой (7, ' Н работОй Е С ОКружающсй СрЕДОй. Крв- рвс, Хб, СХЕ~ ВСяхрмюя Тел. мс того, через поверхность А)7 проис- молиивмнческой системы 95 холит обмен всшсспюм (несколькими пгпокамн), прнчсм часть этих потоков пжту$$аст в Открытую систему, а час$ь — покнласт сс. Клл $мй .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
