Теоретические основы теплотехники - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Совершенно аналогичный анализ формулы (1.18) позволяет записать, что z = f (T, p) и получить со-
отношения
s
T
z
p
−=
∂
∂
и v
p
z
T
=
∂
∂
.
Повторное дифференцирование дает
T
c
Td
qd
TT
T
sd
sd
T
s
T
z
P
P
P
P
P
p
p
−=−==
∂
∂
−=
∂
∂
1
2
2
,
t
T
T
v
p
v
v
v
p
v
p
z
β−=
∂
∂
=
∂
∂
=
∂
∂
0
0
0
2
2
,
где с
p
– теплоемкость газа в процессах при p = const; β
t
– коэффициент изотермической сжимаемости.
Значит z обладает всеми свойствами характеристических функций.
Перекрестное дифференцирование позволяет получить еще одно дифференциальное соотношение
термодинамики
.
p
T
T
v
p
S
∂
∂
−=
∂
∂
Самопроизвольно, без затрат энергии система может охладиться только до температуры T
0
(обычно
принимают Т
0
= 277 К – температура на дне глубоких водоемов, неизменная ни зимой, ни летом). Количе-
ство связанной энергии при этом будет минимальным.
Величину свободной энтальпии h – T
0
s в такой ситуации называют эксергией: E = h – T
0
s. Эксергия
определяет максимальную работоспособность рабочего тела в реальных условиях, поскольку учитывает и
запас располагаемой работы, и ту часть энергии, которую невозможно получить от газа (т.е. связанную
энергию).
В заключение сопоставим характеристические функции по их величинам, отсчитанным от состояния,
при котором они принимаются равными нулю (см. рис. 1.7).
Важные связи в аналитической форме легко получить, если в формулы h = u + pv, f = u – Ts, z = h –
Ts, z = u + pv – Ts вместо параметров v, p, s подставить их значения, выраженные через производные
соответствующих функций:
S
p
h
puh
∂
∂
+=
;
v
T
f
Tuf
∂
∂
+=
;
P
T
z
Thz
∂
∂
+=
;
P
T
T
z
T
p
z
puz
∂
∂
+
∂
∂
+=
.
1.1.7 Равновесные и неравновесные процессы
Сила жизни в ее необратимости
Марона Арсанис
В
заимодействие системы со средой, в результате которого изменяются термодинамические (p, v, T) и кало-
рические (s, u, h, f, z) параметры рабочего тела, называют термодинамическим процессом.
Если движущая сила процесса, определяемая разницей потенциалов
вн
pp − , очень мала (абстрактно
рассуждая, ее принимают бесконечно малой), то процесс будет проходить вяло, медленно, малоинерци-
онно. В каждом конкретном состоянии в течение такого процесса система будет оставаться практически
однородной и равновесной. Она как бы проходит последовательно ряд следующих друг за другом рав-
новесных состояний, отличающихся бесконечно малыми изменениями параметров. Такие абстрактные,
длящиеся бесконечно долго, процессы принято называть квазистатическими или, чаще, равновесными,
несмотря на противоречивость такого термина. Естественной особенностью равновесных процессов яв-
ляется то, что здесь не проявляется внутреннее сопротивление системы, изменения в ней происходят
без внутреннего трения, подведенную к системе энергию можно полностью получить в ее первоначаль-

Страницы