Предмет технічної термодинаміки і її методи

Основні поняття і визначення технічної термодинаміки

Технічна термодинаміка як теоретична основа теплоенергетики

Найбільш актуальні завдання, які вирішують з використанням термодинаміки: створення літальних апаратів, у тому числі космічних багаторазової дії; проектування теплових і атомних електричних станцій, магнітогідродинамічних генераторів (установок для прямого перетворення теплоти в електричну енергію), розрахунок и пректування усіх без винятку теплових двигунів – парових та газових турбин, реактивних і ракетних двигунів, двигунів внутрішнього згоряння, компресорів, сушильних, випарювальних установок, а також холодильних установок помірного холоду, холодильних установок глибокого холоду, наприклад, для одержання рідких кисню, азоту, водню, гелію й інших газів; проектування машин і розробка технологічних процесів у харчовій, хімічній і інших галузях промисловості. У перерахованих завданнях термодинамічні процеси грають важливу, а іноді і визначальну роль при виборі конструкції.

Предмет технічної термодинаміки і її методи

Технічна термодинаміка вивчає закони перетворення теплової і механічної (роботи) енергій, що відбуваються в термодинамічних системах і супроводжуються тепловими ефектами.

Слово «термодинаміка» походить від грецького therme - тепло і dynamis – сила (сила, як засіб учинення роботи) і це може означати – «рух теплоти». Назва науки виникла у період її заснування – на початку XIX сторіччя.

Історично технічна термодинаміка склалась у процесі вивчення порівняно вузького кола питань, зв'язаних з роботою теплових двигунів, тобто обладнання, у якому за рахунок теплоти, що виділяється при згорянні палива, здобувається механічна енергія.

Термодинамічний метод дослідження заснований на законах (початках) термодинаміки і являє собою їх логічний і математичний розвиток. У чистому виді цей метод є строго феноменологічним, тобто він базується на емпіричних даних, установлює зв'язок тільки між макроскопічними характеристиками процесів і залишає осторонь молекулярно-кінетичні уявлення про будову речовини.

Термодинаміка при вивченні фізичних явищ допускає не тільки феноменологічний, але і статистичний підхід. В другому випадку речовина розглядається як сукупність дуже великої кількості мікрочастинок, про стан речовини судять згідно з характером їхнього руху.

Термодинаміка побудована дедуктивно: частки висновків отримані із загальних законів (початків). Принцип побудови термодинаміки простий. В основу термодинаміки покладені два основних закони (або, як іноді говорять, початку), установлених дослідним шляхом. Перший закон термодинаміки характеризує кількісну сторону процесів перетворення енергії, а другий закон установлює якісну сторону (спрямованість) процесів, які відбуваються у фізичних системах.

У залежності від задач дослідження розглядають технічну, фізичну, хімічну термодинаміку, термодинаміку біологічних систем і т.д.