Крутов В.И. - Техническая термодинамика (1062533), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Это надо от- 1«сети.и к тепловому движению, поэтому высшая и последняя степень )йаплоты не есть мыслимое. движение. Наоборот, то же самое движение может настолько уменьшиться, что наконец тело достигает состояния совершенного покоя и никакое дальнейшее уменьшение движения невозможно. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода, состоящая в полном покое частичек, в полном отсутствии вращательного движения их».
И далее: «Так как воздух всюду и везде наблюдается газообразным, т. е. теплым, то все тела, окруженные земной атмосферой, хотя бы и казались чувствам холодными, — теплы и поэтому высшей степени холода на нашей планете не может быть». Принцип недостижимости абсолютного нуля температур вытекает как одно из следствий тепловой теоремы Нернста (1906! и является, по современным представлениям, третьим законом термодинамики. Среди работ, появившихся в пору широкого распространения паровых машин н заложивших основы термодинамики, прежде всего необходимо отметить работу выдающегося французского ученого Сади Карно «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».
Он умер в возрасте 36 лет, н названная работа — единственный труд, напечатанный ири его жизни, — явилась таким выдающимся обобщением, которое определило развитие науки па долгие годы; в ней были сформулированы идеи, ставшие впоследствии основой технической термодинамики. Карно показал, что коэффициент полезного действия всех тепловых машин зависит от разности температур внутренней и окружаюгцей сред. Следовательно, повышение температуры рабочего тела в двигателе должно приводить к более эффективному использованию энергии В!816 г., за восемь лет до появления работы Сади Карно,'в Англии Робертом Стирлингом была запатентована «машина, которая производит движущую силу посредством нагретого воздуха» Предложенный для этой машины цикл занимает в термодинамике важное место, так как автором впервые была предложена регенерация теплоты, получившая впоследствии широкое распространение в теплотехнике.
Все более остро проявляющаяся нехватка нефтяных топлив и повышенные требования к охране окружающей среды, с одной стороны, совершенствование технологии и повышение качества материалов, используемых для двигателей,— с другой, создали в последчне десятилетия благоприятные условия для возрождения на новой основе двигателей, работающих по циклу Р. Стнрлинга. Важный вклад в развитие термодинамики внесли представители немецкой школы Майер, Клаузиус, Гельмгольц, английской школы— Джоуль, Томсон н др. Они сыграли большую роль в систематизации полученных знаний о теплоте, в уточнении ряда закономерностей и положений.
Видное место среди ученых, внесших вклад в развитие термодинамики, занимают представители русской школы. Так, Г. Г. Гесс (1840) экспериментально установил закон о тепловом эффекте химической реакции, значение которого зависит лишь от начального и конечного состояний реакции. Профессор Киевского университета Н. Н, Шиллер дал более строгое обоснование второго начала термодинамики. Профессор Т.
А. Афанасьева-Эренфест впервые показала целесооб- ность раздельного толкования второго закона термодинамики для ВВ г °, виовесных и неравновесных процессов. ,у'' В Московском высшем техническом училище (МВТУ) закладыва- ~, сь основы теплоэиергетического машиностроения. Термодинамикие исследования (в прикладном и теоретическом плане) возглав- „«флись профессорами В.
И. Гриневецким, К. В. Киршем, Н. И. Мер- :цаловым, Л. К. Рамзиным, Б. М. Ошурковым н др, В период 1901 — 1908 гг. В. И. Гриневецкий опубликовал ряд ра- 'бот, в,которых изложил термодинамический расчет паровых котлов, анализ рабочего процесса паровых машин (с применением энтропий- ,'ной диаграммы), исследования общих уравнений термодинамики при- :.'менительно к водяному пару. В 1908 г.
им был опубликован капиталь- 'ный труд «Тепловой расчет рабочего процесса». Профессор А. С. Яет. '-фжембский так характеризует этот труд: «Этой глубокой работой, по- 'строенной на общих положениях термодинамики, Гриневецкий зало- ':жил начало научно обоснованной теории двигателей внутреннего сго- ээрания и теплового расчета их рабочего процесса.
Эта работа Грине. .вецкого оказала огромное влияние на развитие отечественного двига- 2Тйлестроеиияв, Большое значение имели также труды профессоров К. В. Кирша и тгЛ,'К. Рамзина в области исследования топок паровых котлов, котель- '.яых установок, котловых процессов. Л. К. Рамзин (1918) разработал н опубликовал И-диаграмму для . влажного воздуха, которая широко применяется и в настоящее время для расчета термодинамических процессов с влажным воздухом.
Про- ())ессора Н. И. Мерцалов и Б. М. Ошурков известны своими учебника- ' ми по термодинамике. Так, например, учебник профессора Б, М. Ошур- эгкова ЯвилсЯ пеРвым советским Учебником по теРмодинамике, а пеРвый йсйветский задачник по технической термодинамике выпустил профес- „.;мр МВТУ М. В. Носов. В Советском Союзе в больших масштабах проводились теоретичес- ' кие и экспериментальные исследования в области термодинамики. В ервую очередь следует отметить исследования Всесоюзного теплотехического института им.
Ф. Э. Дзержинского, Центрального котлотур- бииного института им. И, И Ползунова, Энергетического института .г(м. Г. М. Кржижановского АП СССР, Московского энергетического ' нститута и др. Теоретические и экспериментальные исследования привели к содаиию теории рабочих процессов н циклов тепловых двигателей, приеияемых в современной теплоэнергетике.
Проводились обширные аботы для получения новых данных по теплофизическим свойствам 'овых рабочих тел, Приоритет в этой области принадлежит коллективу ученых МЭИ ВТ И и в первую очередь профессорам М. П. Вукаловичу, В, А. Кииллину, И. И. Новикову, Д. А. Тимроту и Н, Б. Варгафтику. Развитие термодинамики способствовало дальнейшему развитию еплотехники.
Так, в начале этого столетия появилась холодильная ехника, обеспечивающая возможность получения глубокого холода. ьтали строиться мощные двигатели внутрениего сгорания, паровые котлы, паровые и газовые турбины. Успехи термодинамики способ вовалн развитию ракетостроения, машин и установок атомной эне гетики. Классическая термодинамика явилась мощным средством иссл е. дования обратимых процессов.
Для решения важнейших задач современной теплотехники, для исследования новых тепловых процессо и рабочих тел в 50-х годах ХХ столетия были разработаны термодинамические методы исследования необратимых процессов. В процессе научно-технической революции непрерывно выдвигаются все новые и новые проблемы, решение которых имеет перво-' степенное значение для науки и техники.
К числу таких проблем по праву могут быть отнесены многие проблемы энергетики, связанные а поиском н развитием новых источников и видов энергии для промышленного использования, с ее экономным расходованием, с изучением различных нестационарных неустановившихся процессов, управлением термоядерным синтезом и многими другими.
В стремительном развйтии энергетики задачи термодинамики не только не теряют, но, наоборот, приобретают все большее и большее зна чепне. Так, например, важное место в настоящее время занимают исследования и разработки новых термодниамических циклов различных комбинированных тепловых двигателей, в том числе бинарных и более сложных с регенерацией теплоты и другими особенностями. Очень важные и большие задачи стоят в области высокотемпературной и низкотемпературной термодинамики, что приводит к необходимости глубокого изучения термодинамических свойств новых рабочих тел в условиях высоких н низких температур.
Так, в турбостроении и в настоящее время ведется интенсивный поиск возможностей дальнейшего повышения температуры рабочего тела с целью повышения экономичности турбин. Развитие науки и техники расширило сферу применения источников электроэнергии (бортовые установки на самолетах и космических кораблях).
Решающую роль в этих энергетических установках играют такие факторы, как масса, габариты и надежность. Потребовались новые методы получения энергии путем непосредственного превращения тепловой и химической энергии в электрическую: термоэлектрический, термоэмиссионный, магнитогидродинамический (МГД), электрохимический (топливные элементы) и др. Следует ожидать более интенсивного развития технических средств, позволяющих накапливать и затем использовать на Земле солнечную энергию. Исключение процессов превращения тепловой энергии в механическую и механи-.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
