Понятие об основных законах термодинамики и их роль для судовой энергетики

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ - один из основных законов термодинамики, являющийся законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула: Q= U+A. Лежит в основе работы тепловых машин.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ - один из основных законов термодинамики, согласно которому невозможен периодический процесс единственным результатом которого является совершение работы, эквивалентной количеству теплоты, полученному от нагревателя. Другая формулировка: невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. В.з.т. выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода.

3-й закон термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю

АВОГАДРО ЗАКОН - один из основных законов идеальных газов: в равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Открыт в 1811 году итал. физиком А.Авогадро(1776-1856).

БОЙЛЯ-МАРИОТТА ЗАКОН - один из законов идеального газа: для данной массы данного газа при постоянной температуре произведение давления на объем есть величина постоянная. Формула: pV=const. Описывает изотермический процесс.

ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОН - газовый закон: для данной массы данного газа при постоянном давлении отношение объема к абсолютной температуре есть величина постоянная ,где =1/273 К^-1 - температурный коэффициент объемного расширения.

ДАЛЬТОНА ЗАКОН - один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов.

ПАСКАЛЯ ЗАКОН - основной закон гидростатики:давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.

ШАРЛЯ ЗАКОН - один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре: где p₀ - давление при 0⁰С, =1/273,15 К^-1 - температурный коэффициент давления.

Оценка теплотехнической эффективности теплоэнергетических установок производится в основном методом тепловых балансов, основанном на первом законе термодинамики. Энергосберегающей будет та технология, которая позволит дать для потребителя тоже количество теплоты, но при более низком потенциале., т.е оценку теплоэффективности следует вести и в рамках второго закона термодинамики.

Энтропия рассматривается как мера неупорядочен- ности термодинамических процессов. Топливные ресурсы затрачиваются на создание или восстановление по- рядка. В этих процессах топливо будет использоваться с большей эффективностью по мере того, как они будут приближаться к обратимым процессам, а продукты про- изводства будут использоваться обратимым образом. Если, например, в рабочем цикле СЭУ энергосодер- жание топлива используется только на 35%, то остав- шаяся часть должна выбрасываться в окружающую среду в виде потерь топлива. Вместе с тем при повторном ис- пользовании этих потерь можно уменьшить производство энтропии необратимой части термодинамического про- цесса и, таким образом, сохранить значительную часть порядка. Направляя это тепло на обогрев помещений, работу утилизационных котлов, подготовку танков к вы- грузке углеводородного сырья, для прогрева главных дви- гателей судна и судовых дизель-генераторных агрегатов (ДГА), находящихся в резерве, и др., мы можем сэконо- мить эквивалентное количество топлива. Основные по- ложения термодинамики диктуют необходимость полного отказа от использования обогревателей, потребляющих электроэнергию, ибо при этом ДГА должны расходовать приблизительно втрое больше топлива, чем это необхо- димо для обогрева другими способами. Электроэнергию как высшую форму энергии целесообразно использовать для питания навигационного оборудования, судовых ин- формационно-измерительных комплексов, электронных средств диагностики и автоматизации технологических процессов, судовых электроприводов и др., для которых этот вид энергии является единственно пригодным. При- менение электроэнергии только для обогрева равно- сильно полной потере содержащейся в ней работы.