Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Первый закон термодинамики




В технической термодинамике используются три основные функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия и энтропия.

Эти функции зависят только от состояния рабочего тела, их изменение в ходе термодинамического процесса не зависит от хода процесса.

Указанные функции обозначаются соответственно буквами U, u; I, i; S, s. Если функция относится к М кг рабочего тела, то она обозначаетсяпрописной буквой, если к 1 кг – то строчной буквой.

Внутренняя энергия – функция состояния закрытой термодинамической системы, определяемая тем, что ее приращение влюбом процессе, происходящем в этой системе, равно сумме теплоты,сообщенной системе, и работы, совершенной над ней.

Если рабочее тело – идеальный газ, то внутренняя энергия зависит только от температуры.

Для процесса идеального газа изменение внутренней энергии ∆u1-2 равно:

 

(1.45)

 

Приближенная формула ( ):

 

(1.46)

 

Условно принимают, что при нормальных условиях (t = 0oC) внутренняя энергия равна 0, тогда в данном состоянии, характеризуемом температурой t, внутренняя энергия u равна:

 

(1.47)

 

Приближенная формула ( ):

 

(1.48)

 

ЭНТАЛЬПИЯ ГАЗОВ

Заменяя в основном уравнении первого закона:

 

.

 

Величину pdv через d (pv) – vdp, получаем:

 

 

Выражение u+ pv является параметром состояния.

В технической термодинамике этот параметр называют энтальпией и обозначают буквой i. Таким образом,

 

(1.49)

 

и, следовательно, основное уравнение первого закона, выраженное через энтальпию, имеет вид:

 

(1.50)

 

Для идеальных газов:

 

 

Следовательно,

 

(1.51)

 

где – средняя массовая теплоемкость при постоянном давлении в пределах от 0 до T.

В теплотехнических расчетах обычно требуется знать изменение энтальпии, а не ее абсолютное значение, поэтому начало отсчета (0К или 0о С) для конечного результата ( ) не имеет значения.

Интегрируя уравнение (1.50) при P = const, получаем:

 

(1.52)

 

Таким образом, количество тепла в процессе Р=const численно можно определить как разность энтальпии конечного и начального состояния.

 

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность при взаимных превращениях механической и тепловой энергии и математически может быть выражен следующим образом:

 

Q=L, (1.53)

 

где Q – количество тепла, превращенного в работу; L – работа, полученная за счет тепла Q.

Количества тепла Q и работы L измерены в данном случае в соответствии с системой единиц СИ – в одних и тех же единицах – в джоулях. Существуют другие внесистемные единицы измерения соотношение между которыми приведены в табл. 1.4.



Джоуль (Дж) – единица измерения механической работы (энергии) в системе единиц СИ представляет собой работу, совершаемую силой, равной 1 Н, на пути в 1 м, пройденном телом под действием этой силы по направлению, совпадающему с направление силы.

Логическим следствием закона сохранения и превращения энергии является целесообразность измерения всех видов энергии одной и той же единицей. Поэтому за единицу измерения тепловой энергии также принимают джоуль, который представляет собой такое ее количество, которое появляется в результате превращения механической работы 1 Дж в тепло.

Так как за единицу работы принят Дж, то единицей мощности будет являться Дж/сек. Эта единица носит название ватт (Вт). В технике применяют более крупные единицы энергии (работы) и мощности: килоджоуль (кДж), мегаджоуль (МДж), киловатт (кВт), мегаватт (МВт), киловатт-час (кВт·ч).

Таблица 1.4.





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 43; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.146.47.178
Генерация страницы за: 0.086 сек.