Главная » Просмотр файлов » Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991

Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 9

Файл №947482 Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991) 9 страницаБаскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482) страница 92013-09-15СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

банна внутри малых объемов) При дальнеишем понижении температуры жидкости энгра. иин уменьшается, а тепловое движение молекул становится все менее интенсивным Наконец, жидкость затверденает, чта связано с дальнейшим уменьшением энтропии, неупорядоченность становится еше меньше (молекулы только колеблютсн около средних равновесных положений) В кинетической теории газов доказывается, что между энтропией системы в данном состоянии и термодинамическай вероятностью этого состоянии супгествует функниональння зависимость Остановнмсн па этом подробнее Пуст~ термодинамическая система представляет собой газ Лля определения ес со стояния необходимо указать все~о два макроскопических параметра, например давление и температуру. Но можно это состояние задать и па-другому, указвв, например, полажение и скорость каждой из частиц, входящей в систему, Таким образом, в нервам случае мы задаем макрасастояние системы, во вторам— ее микросостояние.

Очевидна, что одно и то же значение термодинамических параметров системы мажет получиться при различных положениях и скоростях ее частиц, следовательно, одному макросостояник> системы отвечает ряд микро. состояний. В статистической механике принято характеризовать каждое макросастаяние величиной Р числом соответствую!них мнкросастояний, реализующих данное макросастаяние Величина Р называется те р м о гг и н а м н ч е с к о й в е р о я т н о с т ь ю данно~ о макросостояния.

Если н изолированной системе происходит самопроизвольный пропссс и термодинамические состояние меняется, это свидетельствует о ыгм, чго новое состояние реализуетси ббльшнм количесгвом микросгктонний, чем прелыдучцее чакросостоянис А это означает, что н результате самопроизвольного процесса 28 термодинамическая вероятность состояния системы растет. Но одновременна увеличива. ется и энтропии Ьольцман ()872 г ) доказал, что между термодинамической вероятнгктью и энтропией сис гены существует функциональная зависимость 5=у)пр, глс )г — пастоянная Вольцмана. Таким образом, энтропия изолированной системьг л каком либо состоянии лролггрниональна ногурильному логарифму вероятности данного сосгоинил. Так как природа стремится от сгктонний менее вероятных к состояниям более вероятным, энтропия изолированной системы уменьшаться не может.

Эти два утверждения являются, по сути дела ствтистической и феноменологической формулировка ми второго начала термодинамики. Различие между ними сгктоит в следующем Статистичесиая формулирониа утверждает, чта в изолированной системе процессы, сопровождающиеся возрастанием энтропии, являются наиболее вероятными (но не являются неизбежными), в та время как феноменологическая формулировка считает такие працсесы единственно возможными. Однако длн обычных систем, сгктоиших из большого числа ~встнц, нанболгг вероятное направление процесса практически совпаласт с абсолютна неизбежным Поясним это на следующем примере. Пусть имеется равновесный газ.

Выделим н нем определенный объем и посмотрим, возможно ли в этом объеме самопроизвольное увеличение давления, Из.за теплового движения число молекул в объеме непрерывно флуктунрует окало среднего значения М. Одновременна флуктуируют и температура, и давление, и внутренняя энергия, и т. д. Теория показывает, чтп относительная величина этих флуктуаций обратно пропорциональна корню квадратному из чисиа молекул в выделенном объеме, поэтому др/р= )/з/гу Если й) велико, то Лр/ркяО ° самопроизвольное повышение давления в соответствии со вторым законом термодинамики отсутствует.

Если же рассматривать сильно разреженный газ или очень малыи объем, в котором солержится, например, всего )00 молекул, та Лр/р=)/)О. В такам объеме наблюдаются зачетные самопроизвачьные пульсации давления (в среднем на )О чгга от среднего), а следовательно, второг) занан термодинамики нарушается. Г!оэтаму учитывать флуктуации нужно лишь в том случае, когда число частиц в рассматриваемой системе мало. Но для та. 3.8. ЭКСЕРГИЯ 29 ких систем утрачивают свой обычный смысл такие термодинамические понятия, как температура, теплота, энтропия Тах как числа частиц К< в реальных физических систЕмах огромно, то и флуктуации и вызываемые ими отклонения от предписыва. смога термодинамическими закоиаии хода процесса будут ничтожно малы Основываясь на втором начале термодинамики, установим количественное соотношение между работой, которая могла бы быть совершена системой при данных внешних условиях в случае протекания в н<й равновесных процессов, и действительной работой, производимой в тех же условиях, при неравновесных процессах Рассмотрим изолированную систему, состоящую из горячего источника с температурой Т<, холодного источника (окружающей среды) с температурой Т, и рабочего тела, совершающ< го цикл.

Работоспособностью [или эксергией) теплоты О<, отбираемой от горячего источника с температурой Ть назь<вается максимальная полезная работа ', которая может быть получ<на за счет этой теплоты при условии, что колодным источником является окружающая среда с температурой Тр. Из предыдущего ясно, что максимальная полезная работа Ы,„, теплоты О< представляет собой работу равновесного цикла Карно, осуществляемого в диапазоне температур Т, — Тр.' Е'„,=пД<, где т!<= ! — Тр/Т<. Таким образом, эксергия теплоты О< Е„...=1;), П вЂ” Т„УТ,), (3.!Т) т. е.

работоспособность теплоты тем больше, чем меньше птношеиие Ть)Ть При Т< =Те она равна нулю. Полезной называется та часть произведенной работы, которая может быть использована по нашему усмотрению, в отличие ст полной работы расширения (см., например, нзобра. жение цикла в р, р-координатах иа рис. 3.3).

Полезную работу, полученную за счет теплоты ()< горячего источника, можно представить в виде Е< ==О< — <!т, где <;!э — теплота, отдаваемая в цикле холодному источнику (окружанццей среде) с температурой Т, Если через Л5... обозначить приращение энтропии холодного истсчника, то От= ТрЛ5.ы, тогда Е'=()< — ТрЛ5ьч (3. !8) Если бы в рассматриваемой изолированной системе протекали только равновесные процессы, то энтропия системы оставалась бы неизменной, а увеличение энтропии холодного источника Л5.„, равнялось бы уменьшению энтропии горячего Л5„р. В этом случае за счет теплоты ГС< можно было бы получить максимальную полезную работу 7-'- =<'Р~ — ТрЛ5 р, (3.!9) что следует из уравнения (3.!8).

Действительное количестве< работы, произведенной в этих же услзвиях, но при неравновесных процессах, определяется уравнением (3.18). Таким образом, потерю работоспособности теплоты можно записать как ЛЕ=Емррс — Е'=Те(Л5.„л — Л5„.р), ио разность (Л5„, — Л5„р) представляет собой изменение энтропии рассматриваемой изолированной системы, пзэтому Л( = ТьЛ5- .. (3 20) Величина ЛЕ определяет и от с р ю р а б о ты, обусловленную рассеиванием энергии вследствие неравиовесиости про. текающих в системе процессов. Чем болыис неравновесиость процессов, мерой которой является увеличерие энтро.

пни изолированной системы Л5„.„ь тем меньше производимая системой работа Уравнение (3.20) называют уравнением Гюи — Стодолы по имени французского физика М. Гюи, получившего это уравнение в 1889 г., и словацкого теплотехника А. Стодолы, впервые применившего это уравнение.

Глава четвертая ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ, ПАРАХ И ИХ СМЕСЯХ р,!р, = т,ут, (4.1) г, 30 'Контрольные вопросы и задачи 3.! Возможен ли процесс, в котором теплота, взятая от горя ~его источника, ~!пакостью преврагцаегся в рабату> 3.2 Каков максимальный КПД тепловой машины, работающей между 1емпературами 400 и 18 С. 3.3. Как можно испольэовать теплоту коды с температурой 4 'С для отоплении ио. 4.1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ В ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМАХ Основными процессами, весьма важными и в теоретическом, и в прикладном отношениях, являются: и з о х о р н ы й, протекающий при постоянном объеме; и з об а р н ы й, протекающий при постоянном давлении; и затер ми ческий, происходящий при постоянной температуре; а д и а б а т н ы й — процесс, при ко.

тором отсутствует теплообмен с окружающей средой, и пол игр оп н ый, улов. летворяющнй уравнению ро"=салай Метод исследования процессов, не зависящий от их особенностей и являющийся общим, состоит в следующем: выводится уравнение процесса, устанавливающее связь между начальными и конечными параметрами рабочего тела в данном процессе; вычисляется работа изменения объема газа; определяется количество теплоты, подведенной (или отведенной) к газу в процессе, определяется изменение внутренней энергии системы в процессе, определяется изменение энтропии системы в процессе. Изохорный процесс.

При иэохорном процессе выполняется условие до =0 или мешеиия, имеющего температуру 20'С? Нарисуйте схему такой машияы. 3.4 Показать, что две аднабззы не могут пересекаться друг с другом. 3.5. Определить работоспособность (эксергию) 200 кДж теплоты продуктов сгорания в топке ири температуре !О!Ю "С. Температура среды !О С. Опрсделиты гиерю хк ергии юой теплогы, если ася она будет передана тепловому источнику (пару н котле) г температурой 500 "С. о =сонэ). Иэ уравнении состояния идеального газа (1.3) следует, что р)Т= = йгТо=сопз1, т с. дзнление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре: На рис. 4.1 представлен график процесса.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
4,93 Mb
Тип материала
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее