В ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМАХ

 

Основными процессами, весьма важ­ными и в теоретическом, и в прикладном отношениях, являются: изохорный, протекающий при постоянном объеме; изобарный, протекающий при посто­янном давлении; изотермический, происходящий при постоянной темпера­туре; адиабатный — процесс, при ко­тором отсутствует теплообмен с окружа­ющей средой, и политропный, удов­летворяющий уравнению рvn = соnst.

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.

Рис.13 а-изохорный, б- изобарный в-изотермический, г- адиабатный

Изохорный процесс. При изохорном процессе выполняется условие

dυ = 0 или υ = const.

Из уравнения состояния иде­ального газа (1.3) следует, что P/T = R/V = const, т. е. давление газа в изохорном процессе прямо пропорционально его абсолютной темпе­ратуре: P2/P1 = T2/T1

Работа расширения в этом процессе равна нулю, dV = 0, так как

ΔV =V2 – V1 = 0; V1 = V2 в PV диаграмме нет площади, измеряющей работу в изохорном процессе.

Количество теплоты, подведенной к рабочему телу в процессе 1-2 при сυ = const, определяется из соотношений:

= cυ(T2 – T1)[47]

Уравнение можно выразить так: в изохорном процессе все подводимое к газу тепло идет на изменение (увеличение) его внутренней энергии, на повышение температуры; внешняя работа не совершается


Рис.14 Изохорный процесс изменения состояния газа
Так как l = 0, то в соответствии с пер­вым законом термодинамики

qV = Δ u = u2 – u1

Δ u = q

Δu = cυ (T2 –T1), при сυ = const

Поскольку внутренняя энергия идеально­го газа является функцией только его температуры, то формулы (4.4) справед­ливы для любого термодинамического процесса идеального газа.

Изменение энтропии в изохорном процессе определяется по формуле (3.6):

S2 - S1 = cυ ln( ) = cυ ln( )

т. е. зависимость энтропии от температу­ры на изохоре при сυ = const имеет лога­рифмический характер (см. рис. 4.1).

Изобарный процесс.Из уравнения состояния идеального газа pV/T = R или pV = RT при р = const находим V/T = R/p = const или V2/V12/T1 [48]

 

 

 
 
Рис. 15 Изобарный процесс изменения состояния газа

 


т. е. в изобарном процессе объем газа пропорционален его абсолютной темпе­ратуре (закон Гей-Люссака, 1802г.). Работа выразится уравнением l = = p(V2 – V1), так как pυ1 =RT1 2 = RT2

то l = R(T2 – T1)

Количество теплоты, сообщаемое газу при нагревании (или отдаваемое им при охлаждении), находим из уравнения математического выражения первого закона термодинамики: Таким образом, в изобарном процессе сообщенное газу тепло идет на увеличение его внутренней энергии и совершение внешней работы.

Изменение энтропии в изобарном процессе равно S2-S1 = cр ln( ) т.е температурная зависимость энтропии также имеет логарифмический характер но так как

срυ, то изобара в TS –диаграмме идет более полого, чем изохора.








Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 1227;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.