I Закон термодинамики для потока газа .

Несколько изменим схему, покажем, что поступающее и выталкиваемое рабочее тело находится под давленирем

Внутренняя энергия газа во впускном трубопроводе 1U1.

Внутренняя энергия газа в выпускном трубопроводе 2 – U2 полностью p;T;V.

- для идеального газа.

Работа деформации раскладывается на составляющие:

а) Внешне полезная;

б) располагаемая;

в) техническая работа.

Внешне полезной lп называется та часть от общей работы которая идет например на вращение вала или другую рабочую операцию.

Располагаемая - часть работы, которая расходуется на увеличение кинетической энергии рабочего тела, lр, т.к. ее можно превратить в работу (например использовав турбину и т.д.).

Если в поршневых и турбинных двигателях главный результат lп , то в реактивных двигателях главный результат – lр. Эта располагаемая работа реализуется в процессе полета ракет или летательных аппаратов.

Сумма внешне полезной и располагаемой работ называется технической работой.

Работа вытеснения.

Проходя через машину газ совершает работу. При поступлении совершается работа вталкивания, т.к. давление в 1 постоянно, то величину работы можно посчитать:

- она отрицательна, т.к. она совершается над рабочим телом.

При выходе из машины совершается работа выталкивания:

Их алгебраическая сумма – работа вытеснения.

Вся работа деформации l состоит из:

 

Изображение технической работы в диаграмме P-V.

 

Рассмотрим соотношение между l и l’:

Для внешней работы в политропном процессе:

Подставим S :

Сравним l и l’:

Уравнение I-го закона термодинамики для

 

- энтальпия или полная энергия 1 кг. газа.

 

 

 

В любом термодинамическом процессе подводимое к потоку газа тепло, расходуется на совершение технической работы и увеличение энтальпии.

 

Энтальпия (i) – внутреннее тепло, один из параметров вещества.

где U – кинетическая энергия молекул газа,

PV – потенциальная энергия давления, т.к.

Пользуются разностью энтальпий. Из уравнения для потока напишем:

- при

- для идеального газа

 

- средние теплоемкости газа, от О, t1 и t2

За О принимается энтальпия при 0°С.

Изменение энтальпии можно показать … в энтропийной диаграмме Т-S.

Пример: Определить изменение энтальпии воздуха при его изобарном охлаждении от 300° до 10°С.

II-й закон термодинамики.

 

I-й закон не касается условий, при которых возможен переход тепла в работу. Опыт показывает, что если ТА > ТВ , то тепло идет только от А к В, причем при ТА = ТВ теплообмен прекращается. Исходя из I-го закона термодинамики не понятно, почему в тепловых двигателях все подведенное тепло не превращается в работу (h < 1), тогда, как известно, что работа превращается в тепло на 100%.

Все эти взаимные превращения и рассматриваются II-м законом термодинамики, он ограничивает действие I-го закона.

1) Установление условий превращения тепла в работу.

2) Установление степеней совершенства этого превращения.

 

Формулировка II-го закона термодинамики.

 

Формулировка Карно (для тепловых двигателей):

Всюду, где имеется разность Т°, возможно возникновение работы.

Т.е. тепло не может всё превращаться в работу, часть тепла переходит к источнику с низкой Т°.

 

Формулировка Оствольда:

Осуществление вечного двигателя II-го рода (h=100%) невозможно.

 

Формулировка …:

Тепло не может переходить само собой от тела более холодного к более нагретому.

Т.е. для этого перехода необходимо затратить работу(например в холодильных машинах).

 

Формулировка Ломоносова:

Холодное тело В, погруженное в тело А не может воспринять большую степень, чем имеет А.

 








Дата добавления: 2015-02-28; просмотров: 2460;


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: 0.011 сек.