Работа расширения

Если рабочему телу сообщается теплота, то в общем случае изменяется не только внутренняя энергия, но при расширении рабочего тела совершается работа против внешних сил.

Для определения работы расширения удобно воспользоваться графическим изображением процессов в координатах p- . На рис. 1.4 в этой системе координат представлен процесс расширения 1-2.

Работа расширения – это площадь фигуры, которая в координатах ограничена линией термодинамического процесса 1-2, осью абсцисс и крайними ординатами. Таким образом, работа изменения объема эквивалентна площади под линией процесса в диаграмме p- .

Рисунок 1.4 – Работа расширения в координатах (давление - удельный объем)

Определим работу расширения аналитически.

Сила воздействия газа на оболочку равна произведению давления газа на площадь:

,

где: - сила, под действием которой совершается работа, Н;

р - давление , Па;

- площадь, м2.

Далее, вспоминая, что элементарная работа dl определяется как произведение силы F на перемещение ее точки приложения dx:

 

используя известные соотношения и S∙dx=d можно получить следующие выражения:

.

Следовательно, элементарная работа расширения равна:

 

,

где р - давление , Па;

d – изменение удельного объема, м3/кг.

 

Работу расширения l1-2, совершаемую рабочим телом в процессе 1-2, (рис. 1.4) получим, интегрируя выражение для элементарной работы dl:

.

Поскольку в общем случае давление р – величина переменная, то для интегрирования необходимо знать закон изменения давления .

Пример. Рассмотрим частный случай, определим работу расширения в процессе при постоянном объеме :

.

Таким образом, работа изменения объема эквивалентна площади прямоугольника (рис. 1.5) одна сторона которого равна давлению р,а вторая – разности объемов ( 2- 1)

Рисунок 1.5 – Изображение процесса расширения в координатах p-

при

 

Также в технике широко используется понятие техническая работа, которая определяется по формуле:

.

Проинтегрируем приведенное выражение:

.

Рисунок 1.6 – Графическая иллюстрация технической работы.








Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 3361;


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: 0.006 сек.