Теоретические основы теплотехники - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Пренебрегая вторым слагаемым, как величиной второго порядка малости, ви-
дим, что количество воздействия определяется произве- дением внутреннего
потенциала F
в
на изменение координаты состоя- ния dx.
Рассмотрим теперь взаимодействие в деформационной системе, представ-
ляющей собою цилиндр с подвижным поршнем (см. рис. 1.3). Координатой со-
стояния здесь является объем системы, а потенциалом, если учесть принятое ра-
нее правило знаков для потенциалов, давление, взятое с обратным знаком pp
−
=
.
Допустим, что давление p
н
увеличивается на dp. Тогда возникает взаимодействие
между системой и средой, в результате которого поршень переместится на вели-
чину -dx, а давление в системе возрастет на
dp
и наступит новое равновесие со-
стояние (см. рис. 1.3, б). Как и в предыдущем примере количество воздействия при деформации систе-
мы – это механическая работа, совершаемая над системой при взаимодействии со средой:
объем
[]
.,)()(,
ввмех
dVdpdVpdxSdpppdLQd 5050 −−=−++==
средняя сила путь
И опять в результате мы получили произведение внутреннего потенциала на изменение координаты
(учитывая, что ,dVSdx =
0
=
dVdp ).
Рассмотрим еще один пример, анализируя электрическое взаимодействие в
простейшей электрической цепи (см. рис. 1.4). Потенциалом здесь является на-
пряжение U источника тока, а координатой – число электрических зарядов Q,
протекающих в цепи. Количеством воздействия в данном случае является работа
электрического тока τ== iULQ
эл
, где i – ток, равный по определению числу
электрических зарядов, протекающих в единицу времени i = ∆Q/τ и значит
QUQ ∆= . Говоря о бесконечно малом процессе, из предыдущей формулы полу-
чим dQUQd = .
Обобщая результаты рассмотренных примеров, сделаем следующее заключение: количество воз-
действия данного рода определяется произведением внутреннего потенциала на приращение соответст-
вующей координаты:
i
ii
xdpQd = .
Таким образом, первый закон термодинамики (формулу (1.3)) в развернутом виде можно записать
так:
∑
=
=
n
i
i
i
xdpdU
1
. (1.4)
В абсолютном большинстве случаев величины потенциалов и координат достаточно легко измеряются на
практике (исключая энтропию).
1.1.3 Термомеханическая система
Каждый молодец на свой образец.
Русская пословица
ермомеханической системой называют систему, в которой одновременно могут протекать тепловое и
механическое взаимодействия. Они находят самое широкое распространение на практике, являясь
основой теплоэнергетических установок, холодильной техники, компрегирующего оборудования и
многих других технологических устройств. В общем случае такая система содержит: источник тепла,
было
стало
p,
V
P
+ dp,
V
+
dV
х – dx
x
а)
б)
Рис. 1.3
Д
е-
A
U
R
Рис. 1.4 Про-
стая электри-
ческая цепь
Т

Страницы