Термодинамическая работа

Работа является одной из форм передачи энергии между системами при их взаимодействии. В механике элементарная работа определяется как произведение проекции силы (F_s) на величину перемещения точки приложения этой силы

, (5)

где ds – элементарное перемещение тела.

В простейшем случае элементарная работа простых тел определяется в зависимости от величины давления и изменения объема (рис. 1)

, (6)

где L – элементарная термодинамическая работа обратимого изменения объема, Дж; – площадь поршня.

Удельная элементарная термодинамическая работа обратимого изменения объема (Дж/кг) определяется соотношением

. (7)

Поскольку термодинамическая работа зависит от пути (вида) процесса, для вычисления интегральных значений полной (), или удельной () работы должны быть заданы уравнения процессов изменения состояния тела в форме, либо его графическое изображение в диаграммах состояния р – V или р – v.

Как следует из соотношений (6), (7), работа определяется площадью под кривой процесса независимо от вида рабочего тела и его свойств (рис. 1). В силу этого координаты р – V и р – v называются универсальными координатами работы.

В частном случае для изобарного процесса (p = idem) интегральные значения полной и удельной термодинамической работы определяются по следующим соотношениям:

L_1,2 = = ; (8)

l_1,2 = = .(9)

Работа расширения считается положительной (, ), а работа сжатия – отрицательной ().

Эффективная работа реального процесса равна разности обратимой работы изменения объема и работы необратимых потерь

. (10)

Необратимые потери термодинамической работы () превращается в теплоту внутреннего теплообмена ().

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: