Теоретические основы. Первое начало, как математическое выражение закона сохранения энергии, в технической термодинамике записывается в форме
Первое начало, как математическое выражение закона сохранения энергии, в технической термодинамике записывается в форме
, (3.1.21)
или для одного 1 кг вещества
(3.1.22)
где Q*1,2 — тепло, подведенное к газу со стороны или отведенное от газа. Если тепло подводится, то Q*1,2, q*1,2 имеют знак плюс, если отводится — минус; и2-и1 — изменение внутренней энергии (и2–и1) или его энтальпии (i2–i1); i*1,2, w*1,2 — соответственно термодинамическая и потенциальная работа, подводимая к газу извне, или совершаемая газом. Если работа подводится к газу, то она имеет знак минус, если работа совершается газом, то она имеет знак плюс.
Уравнения (3.1.21) и (3.1.22) называются уравнениями первого начала термодинамики по внешнему балансу тепла и работы, то есть в этих уравнениях учитывается только тепло, которое подведено извне, или отведено. Здесь не учитываются все необратимые потери, которые всегда имеют место в реальных процессах. Можно сказать, что уравнения (3.1.21) и (3.1.22) справедливы только для обратимых (идеальных) процессов, без учета каких-либо потерь в процессах.
Для реальных процессов первое начало термодинамики для 1 кг газа записывается в форме
(3.1.23)
где q*1,2 - подведенное (или отведенное) к газу извне тепло; q**1,2 - тепло внутреннего теплообмена, возникшее в необратимых (реальных) процессах, в частности, в результате трения; q1,2 - так называемое приведенное тепло, определяемое как сумма внешнего (q*1,2) и внутреннего (q**1,2) теплообмена:
(3.1.24)
Уравнение (3.1.24) называется уравнением первого начала термодинамики по балансу рабочего тела и оно справедливо для всех реальных процессов. Для обратимых процессов, когда q**1,2 = 0, уравнение (3.1.23) переходит в уравнение первого начала термодинамики по внешнему балансу тепла и работы (уравнения 3.1.21 – 3.1.22). Обычно задачи на первое начало термодинамики решают исходя из того, что все процессы обратимые (q**1,2 = 0). При решении задач на первое начало термодинамики применительно к теплосиловым установкам, работающим по тем или иным циклам, исходят также из условия полного превращения тепла в работу (для обратимых процессов)
(3.1.25)
Уравнение (3.1.25) непосредственно следует из уравнений (3.1.21) и (3.1.23) применительно к круговым процессам (циклам), когда
(3.1.26)
(3.1.27)
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 788;