Тепло як форма енергії

Позначення тепла Q [Дж], питомого тепла:

масове , (3.23)

об’ємне (якщо об’єм зведений до н.ф.у., то ), (3.24)

мольне _. (3.25)

1. Кількість тепла в термодинамічному процесі є мірою термічної взаємодії між робочим тілом і зовнішнім середовищем

· Розрахункова формула тепла δQ=TdS; (3.26)

питомого тепла δq = Tds. (3.27)

Т – температурна функція стану; рушійна сила процесу термічної взаємодії, що визначає його напрямок; фактор інтенсивности (підсилення) термічної взаємодії між тілами системи; потенціял стану;

S – термічна координата стану – ентропія, яка має тут смисл термічного заряду; фактор екстенсивности (розсіювання) термічної взаємодії;

δQ, δq – елементарна кількість тепла, яка передається при нескінченно малій зміні ентропії, Q – не є параметром стану, а є функцією процесу; залежить від шляху, виду процесу.

Тіло не володіє енергією у формі тепла як до, так і після процесу. Є термодинамічний процес, є смисл говорити про передачу енергії у формі тепла. Не існує величини, яку можна назвати теплотою тіла. Q, q – енергія термічної взаємодії між робочим тілом і зовнішнім середовищем.

Для кінцевого процесу сумарне тепло:

δQ=TdS , (3.28)

питоме тепло δq = Tds , (3.121)

де х – вид (хід, шлях) процесу.

· Для використання цього рівняння треба знати залежність φ (T, S) = 0, а тому це рівняння має смисл лише для внутрішньооборотніх (рівновагових) процесів, якщо тільки зміна T описує зміну температурного стану робочого тіла.

· Для кругового процесу

q = . (3.29)

2. Знак величини тепла залежить від зміни ентропії:

dS > 0 δq>0 – процес збільшення ентропії відповідає підведенню

Т ≥ 0 тепла до робочого тіла від зовнішнього середовища (кількість тепла позитивна);

dS< 0 δq<0 –процес зменшення ентропії відповідає відведенню тепла від робочого тіла до зовнішнього середовища (кількість тепла вважається від’ємною).

Графічне означення тепла в T-S координатах показане на рис. 3.5.

T

T=f(S)

7 8

3 5 6 4 S

dS

Рис. 3.5. Графічне означення в тепла T-S координатах

3. Тепло – це кількість енергії, що отримує або віддає термодинамічна система (робоче тіло) при теплообміні. Поруч з роботою кількість тепла є мірою зміни внутрішньої енергії системи.

4. На відміну від U (однозначної функції параметрів стану) кількість тепла Q, що є лише однією із складових повної зміни U у фізичному процесі, не може бути представлена у вигляді різниці значень будь-якої функції параметрів стану. Тому, елементарна кількість тепла, яке відповідає елементарній зміні стану тіла, не може бути диференціялом будь-якої функції параметрів стану.

5. При оборотніх процесах елементарна кількість тепла:

δQ = TdS (3.30)

Таким чином, передача системі певної кількости тепла еквівалентна

передачи системі певної кількости ентропії. Відвід від системи тепла еквівалентний зменшенню ентропії на певну величину.

Для необоротніх процесів:

δQ ≤ TdS (3.31)

Дата добавления: 2014-12-25