Лекции.Орг
 

Категории:


Деформации и разрушения дорожных одежд и покрытий: Деформации и разрушения могут быть только покрытий и всей до­рожной одежды в целом. К первым относит...


Объективные признаки состава административного правонарушения: являются общественные отношения, урегулированные нормами права и охраняемые...


Классификация электровозов: Свердловский учебный центр профессиональных квалификаций...

I.2. Теплота, работа, внутренняя энергия



 

Обозначим через Qk количество взаимодействия - меру взаимодействия между системой и окру­жающей средой. Так, при тепловом взаимодействии, количеством взаимодействия является теплота. Размерность Qk зависит от вида взаимодействия.

Обозначим через Q, удельную теплоту, которой обмениваются окружающая среда и система.

Обозначим через A, удельную абсолютную работу. Работа А подразделяется на механическую и немеханическую.

Абсолютная деформационная работа в координатах рv изображается графически как площадь под кривой (прямой) процесса по отношению к оси v.

 
 


Р

 
 

 


Р1 1

 
 

 


Р2 2

 

V1 V2 V

рис.2

Примечание: кроме абсолютной работы А в термодинамике также используется понятие располагаемой (полезной) работы Апол - работы, которая может быть «передана» другой системе. Графически работа Апол также изображается как площадь под кривой, но по отношению к оси р

Примеры немеханической работы:

1) работа химических реакций;

2) работа электрических сил.

В ходе развития термодинамики было установлено, что единственными формами передачи энергии являются теплота и ра­бота. Строго говоря, работа и теплота это не виды энергии, так как проявляются только в процессе передачи энергии.

Обозначим через U, удельную внутреннюю энергию системы.

Внутренняя энергия включает в себя кинетическую энергию по­ступательного и колебательного, вращательного движения молекул, потенциальную энергию межмолекуляр­ного взаимодействия, а также химическую и атомную энергию.

Обозначим через Е, Eкин, Ep соответственно полную, кинетическую и потенциальную энергию системы:

E = Eкин + Ep + U.

В термодинамике все результаты получены для случая, когда

Eкин = 0 и Ep = 0, таким образом полагается, что полная энергия системы равна внутренней, то есть:

E = U.

В ходе развития термодинамики были установлены соотношения:

dQk = (1)

dAk = – dQk = – (2)

Например, при тепловом взаимодействии:

dQ = T dS (3)

При деформационном:

dAдеф = – dQk = = (4)

У системы с E = U все взаимодействия системы с окружающей средой со­провождаются изменением внутренней энергии системы, то есть математически это выражается следующей формулой:

dU = = (5)

Формула (5) - первое начало термодинамики в обобщённом виде.

Здесь n – число термодинамических степеней свободы системы, т.е. количество взаимодействий разного рода, которые допускает данная система.

Например, у деформационной системы есть только одна степень свободы, а именно дефор­мационная (механическая). Для такой системы первое начало термодинамики запи­шется в следующем виде:

dU = dQдеф = - р(l)dv (6)

Система, которая допускает ее деформирование и теплообмен с окружающей средой называется термодеформационной системой (тепломеханической). У такой системы две степени свободы (n=2):

dU = dQдеф + dQ (7)

Так как dQдеф = -dAдеф , а dQ = T(l)dS уравнение (5) примет следующий вид:

dU = p(l)dv+ T(l)dS (8)

Уравнение (8) - это первое начало термодинамики для термодеформационной системы.





Дата добавления: 2016-07-29; просмотров: 285 | Нарушение авторских прав


Рекомендуемый контект:


Похожая информация:

Поиск на сайте:


© 2015-2019 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.002 с.