Изохорный процесс

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ЭНТАЛЬПИЯ

Энтальпией называется термодинамическая функция, равная сумме внутренней энергии и произведения p·υ:

i = u + p·υ. (2.19)

Величина p·υ представляет собой работу, которую необходимо совершить для введения тела объемом υ во внешнюю среду, имеющую давление p. Поскольку в правой части оба слагаемых являются функциями состояния, то энтальпия также является функцией состояния.

Из (2.19) следует:

di = du + d (p·υ). (2.20)

Для идеального газа p·υ = R·T и du = c_υ·dT, поэтому, в этом случае имеем

di = c_р · dT, (2.21)

Δ i = i₂ – i ₁ = c_р (T ₂ – T ₁). (2.22)

Подставляя du из (2.20) в (2.12) получим другую запись уравнения первого закона термодинамики:

dq = di – υ·dp, (2.23)

Последнее выражение для идеального газа с учетом (2.21) можно также представить так:

dq = c_р dT – υ·dp. (2.24)

Основными задачами исследования термодинамических процессов являются изучение закономерностей изменения состояния рабочего тела и выявление особенностей превращения энергии. Последнее связано с определением теплоты, работы и изменения внутренней энергии в термодинамическом процессе. При исследовании термодинамических процессов рассматриваются равновесные процессы, поскольку только в этом случае они могут быть описаны соответствующими термодинамическими уравнениями. Методика исследования процессов предусматривает решение следующих вопросов:

- установление уравнения процесса;

- нахождение связи между параметрами состояния в исследуемом процессе;

-определение теплоты, работы, изменения внутренней энергии и энтальпии в процессе.

Для термодинамического исследования различных энергетических систем большое значение имеют закономерности основных термодинамических процессов, которые рассмотрены ниже.

Изохорными называются термодинамические процессы, протекающие в системе при постоянном объеме. Уравнением изохорного процесса является уравнение υ = const, а его графиком – вертикаль на p-v диаграмме (рис. 2.6). Очевидно, что процесс 1-2 (рис. 2.6) сопровождается подводом теплоты к газу (+ q), а процесс 2-1 – отводом (- q).

Из уравнений состояния, записанных для начального и конечного состояний газа в этом процессе, p ₁ υ = R·T ₁ и p ₂· υ = R·T₂, следует:

. (2.25)

Поскольку при υ = const, удельная работа процесса l равна 0, то подведенная теплота

q = Δ u = c_υ (T ₂ - T ₁). (2.26)

Следовательно, в изохорном процессе вся теплота, сообщенная газу, идет на изменение его внутренней энергии.

Дата добавления: 2014-12-27