![]() 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) |
Лекция №2. Классификация термодинамических процессов
Классификация термодинамических процессов Классификация параметров и функций состояния 2.2.5.1. Интенсивные свойства при контакте двух систем выравниваются (температура, давление, поверхностное натяжение, электрический потен-циал) Y’1 < Y’’1 Y2 = Y’2 = Y’’2, Y’1 < Y2 < Y’’1. (1.4) 2.2.5.2. Экстенсивные свойства при объединении (контакте) двух систем складываются (Объем, число молей, энергия, теплоемкость и т. д.) X = X’ + X’’ (1.5) Экстенсивные свойства зависят от массы. Чтобы описать экстенсивные свойства, их относят к определенному количеству вещества, например, к одному молю X/n = X – мольные величины, к единице массы X/m = Xуд . – удельные величины, к единице объема X/V = r – плотности. Мольные величины не зависят от массы, поэтому их иногда относят к интенсивным свойствам, он они не обладают главной особенностью интенсивных величин – они не выравниваются при контакте. 2.3. Термодинамический процесс - изменение состояния системы при взаимодействии с окружающей средой. 2.3.1.1. Циклические и нециклические 2.3.1.2. Обратимые и необратимые 2.3.1.2.1. Необратимые – это реальные процессы в термодинамических системах. 2.3.1.2.2. Обратимые – это идеализированные процессы, которые проходят в прямом и обратном направлении через одни и те же промежуточные состояния, и после завершения цикла ни в системе, ни в окружающей среде не наблюдается никаких изменений. Обратимые процессы называют часто равновесными, так как в каждый момент промежуточного состояния внешние и внутренние силы должны быть почти скомпенсированы (последнее характерно для состояния равновесия), т.е. они должны отличаться на бесконечно малую величину. Такой процесс происходит бесконечно медленно, поэтому время не учитывается в термодинамике обратимых процессов, и их также называют квазистатическими. Пример – обратимое изотермическое расширение идеального газа. В обратимом процессе работа, полученная в прямом направлении должна быть численно равна работе, затраченной в обратном процессе. По сравнению с необратимыми процессами обратимый процесс дает возможность получить максимальную работу. 2.3.2. Теплота и работа – способы обмена энергией между ТДС и окружа-ющей средой. Теплота и работа характеристики процесса, они не являются функциями состояния 2.3.2.1. Теплота – форма обмена энергией на микроскопическом уровне, т.е. в форме изменения хаотического движения молекул. Теплота считается положительной, если она подводится к системе. 2.3.2.2. Работа - форма обмена энергией на макроскопическом уровне, когда происходят направленное перемещение объекта. Работа считается положительной, если ее совершает система против внешних сил. В зависимости от характера объекта различают разные виды работы: 2.3.2.2.1. Механическая - перемещение тела dWмех = - F ехdl. (1.6) Работа – скалярное произведение 2-х векторов силы и перемещения, т.е. |dWмех| = F dl cos α. Если направление внешней силы противоположно перемещению, совершаемому внутренними силами, то cos α < 0. 2.3.2.2.2. Работа расширения (чаще всего рассматривается расширение газа) dW = - рех dV В обратимом процессе peх ~ - pin, поэтому обычно пишут, что dW = р dV, (1.7) Однако нужно иметь в виду, что это выражение справедливо только для обратимого протекания процесса, а в случае необратимого характера последнего pin > - peх, а работа dWнеобр. < р dV 2.3.2.2.3. Электрическая – перемещение электрических зарядов dWэл = -jdq, (1.8) где j -электрический потенциал. 2.3.2.2.4. Поверхностная – изменение поверхности, dWповерхн. = -sdS, (1.9) где s -поверхностное натяжение. 2.3.2.2.5. Общее выражение для работы dW = - Ydx, (1.10) Y – обобщенная сила, dx - обобщенная координата, таким образом работа может рассматриваться как произведение интенсивного фактора на изменение экстенсивного. 2.3.2.2.6. Все виды работы, кроме работы расширения, называются полезной работой (dW’). dW = рdV + dW’ 2.3.2.2.7. По аналогии можно ввести понятие химической работы, когда направленно перемещается k -ое химическое вещество, nk – экстенсивное свойство, при этом интенсивный параметр mk называется химическим потенциалом k -ого вещества dWхим = -Smkdnk. (1.11) 2.3.3. Нулевой закон термодинамики. Сформулирован позже первого и вто-рого, но по логике построения постулатов термодинамики он должен предшествовать им. Если две системы находятся в тепловом равновесии с третьей, то они находятся и в тепловом равновесии между собой. ТА = ТВ; ТА = ТС Þ ТВ = ТС. Таким образом, ответственным за тепловое равновесие является интенсивный параметр - температура. Поэтому можно процессы теплообмена также представить в виде аналогичной по структуре формулой dQ = TdS, (1.12) где экстенсивное свойство называется энтропией, а знак + соответствует передаче энергии системе в обратимом тепловом процессе.
Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 614; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |