Термодинамические основы компрессионных холодильных машин. Параметры состояния

Вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Так, например, при нормальной температуре окружающей среды (20⁰С (293K)) воздух находится в газообразном состоянии, однако, понижая температуру (примерно до минус 190⁰С (83K)) его можно перевести в жидкое, а при дальнейшем понижении температуры (до минус 210⁰С (63K)), и в твердое состояние. Для однозначного определения состояния вещества используется понятие о параметрах вещества. К наиболее легко контролируемым параметрам относятся давление, температура и удельный объем. Переход от одного значения параметра к другому называется термодинамическим процессом (например, изменение агрегатного состояния вещества при изменении его температуры). Следовательно, любые термодинамические процессы сопровождаются изменением хотя бы одного параметра.

Различают равновесные и неравновесные термодинамические процессы. Для равновесных процессов характерно постоянство параметров для всех частей системы (например, постоянная температура воздуха по высоте и длине помещения). Если один или несколько параметров в различных частях термодинамической системы отличаются друг от друга, то такая система является неравновесной. Равновесные процессы могут наблюдаться только в изолированных термодинамических системах. Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяют изопроцессы - это процессы, при которых один из основных параметров состояния тела остается без изменения. Различают изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы.

При изохорном процессе (V = const) газ не совершает работы над внешними телами, и вся теплота идет на увеличение его внутренней энергии.

При изобарном процессе (Р = const) работа газа совершается за счет увеличения объема от V₁ до V₂, то есть L = Р(V₂- V₁).

Изотермический процесс (Т = const) совершается при неизменной температуре и описывается законом Бойля-Мариотта (РV = const)

Адиабатическим называется процесс, при котором отсутствует теплообмен между термодинамической системой и окружающей средой.

При работе парокомпрессионной холодильной машины непрерывно происходит изменение параметров рабочего тела, значения которых можно определять, пользуясь таблицами или диаграммами состояния рабочего тела.