vcvetu.ru:
Советы
Доклады
Лекции

Растения
Цветы
Дерьвья
Огород
Удобрения
Уход

опубликовать

Л. В. Лифенцева теплотехника учебное пособие


НазваниеЛ. В. Лифенцева теплотехника учебное пособие
страница5/41
Дата06.08.2013
Размер1.44 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   41

1.7 Первый закон термодинамики



Первый закон термодинамики представляет собой частный случай всеобщего закона сохранения и превращения энергии применительно к тепловым явлениям. Он может быть сформулирован так: теплота, сообщаемая системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение внешней работы.

Аналитически первый закон термодинамики для 1 кг рабочего тела может быть записан следующим образом:

δq = du + δl (1.19)

В интегральной форме (для некоторого процесса с заданными начальными и конечными параметрами) выражение 1 закона термодинамики имеет вид:

Q = ∆U + L q = ∆u + l (1.20)

Причем все три члена этого уравнения могут иметь положительный, отрицательный знаки или равняться нулю, в зависимости от характера процесса.

В инженерной практике оказываются полезным некоторые частные случаи.

1. δQ = 0 – теплообмен системы с окружающей средой отсутствует, осуществляется адиабатный процесс. Тогда δL = -dU. Следовательно, работа расширения в адиабатном процессе осуществляется за счет уменьшения внутренней энергии данной системы.

2. δL = 0 – при этом объем рабочего тела не изменяется, δQ = dU, т.е. количество тепла, подводимого к системе при постоянном объеме, расходуется на увеличение внутренней энергии системы.

3. dU = 0 – внутренняя энергия системы не изменяется и δQ = dL, т.е. сообщаемая системе теплота превращается в эквивалентную ей внешнюю работу.

Уравнение первого закона термодинамики можно вывести через энтальпию:

h = u + pv. (1.21)

Продифференцируем соотношение (1.21)

dh = du + pdv + vdp. (1.22)

Выражая из (1.22) du :

du=dh-pdv-vdp (1.23)

Так как первый закон термодинамики выглядит так:

δq = du + δl (1.24)

а работа равна: δl=pdv, то подставляя в уравнение (1.24), получим:
δq=dh-pdv-vdp+pdv, сократив pdv,

получаем: dq=dh-vdp (1.25)

где -vdp = δl0 – располагаемая работа.

Интегрируя (1.25) находим

.

Для вывода формулы располагаемой работы рассмотрим процесс, изображенный на рис. 1.2.



Рис. 1.2
Здесь линия с-1 соответствует процессу наполнения цилиндра двигателя

рабочим телом. Работа, совершаемая внешней средой над рабочим телом, будет равна l11v1 т.е. площади 0-с-1-а. Эта работа положительная. Линия 1-2 является процессом расширения рабочего тела. Здесь совершается работа расширения

.

Линия 2-d соответствует выталкиванию рабочего тела из цилиндра двигателя. Эта работа затрачивается, поэтому она отрицательная и равна l22v2.

Алгебраическая сумма всех перечисленных выше работ графически равна

заштрихованной площади с-1-2-d, которая и представляет располагаемую работу l0 с учетом работы поступления и удаления рабочего тела из машины, т.е.
l0 = пл. с-1-2-d = пл. 0-c-1-а + пл. а-1-2-b - пл. 0-d-2-b =

= р1v1+ 2v2 = l - (р2 v2 – p1v1).

Отсюда

l = l0 - р1v1+ р2v2 (1.26)

Подставляя (1.26) в уравнение первого закона термодинамики, записываемого для конечного процесса q = Δu +l, получим

q = u2 – u1 + l0 - р1v1+ р2v2 = (u2 + р2v2)-( u1 + р1v1)+l0 = i2 – i1 + l0.

Отсюда

dq=di + dl0. (1.27)

Полученное уравнение совпадает с уравнением (1.25). Это уравнение представляет вторую математическую форму записи уравнения первого закона термодинамики.

Если в термодинамическом процессе давление остается постоянным, то уравнение (1.25) примет вид

dq=di

или для конечного процесса

q1-2 = i2 – i1.

Таким образом, физический смысл энтальпии состоит в том, что в изобарных процессах изменение энтальпии равно количеству теплоты, поглощенной или отданной системой.

В случае отсутствия теплообмена с окружающей средой (адиабатные процессы, dq = 0) уравнение (1.25) будет

dl0=-di,

или

l0=i1-i2.

Следовательно, при dq = 0 располагаемая работа равна разности энтальпий начала и конца процесса.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   41

Похожие:

Учебное пособие для студентов по специальностям: 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»
Учебное пособие предназначено для студентов по специальностям 060500 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит», 060800 «Экономика и управление...

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия
Учебное пособие предназначено для студентов биотехнологического факультета очной и заочной формы обучения

Ю. А. Александров кормовые токсикозы сельскохозяйственных животных и птицы учебное пособие
Сергейчев А. И., канд вет н., с н с., лаб микотоксинов отдела токсикологии вниви

Прайс-лист на сельскохозяйственную литературу
Агробиология: учебное пособие. Шапиро Я. С. Спб.: Проспект Науки, 2010. 320с. Цена 450,00грн

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности В. А....
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, аспирантов и преподавателей, может быть полезно практическим работникам

Курс лекций по энтомологии учебное пособие для студентов по специальностям:...
Автор: ст преподаватель кафедры энтомологии и биологической защиты растений Слепченко Л. Г

Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Я. Горина
Антипова Л. В. Биология мяса и мясных продуктов : учебное пособие / Л. В. Антипова, Н. А. Жеребцов. – Воронеж : Изд-во Воронежского...

201 Энциклопедия кошек, 1С, 1997
Учебное пособие предназначено для различных групп обучающихся, рассчитано как на школьников, так и на студентов колледжей и вузов,...

Учебное пособие «Вместе со сказкой»
Общие методические советы по использованию пособий для дошкольников «Вместе со сказкой»

Комнатные растения в интерьере
Учебное пособие. Комнатные растения. Автор М. Н. Якушева- минск: Харвест-2008 год



База данных защищена авторским правом © 2013
обратиться к администрации
vcvetu.ru