Работа. Свойства P-V диаграмм.
Работа процесса. Рассмотрим термодинамическую систему, взаимодействующую с окружающей средой. Между системой и средой происходит обмен энергией. При взаимодействии, протекающем при бесконечно малой разности потенциалов, внутренняя энергия системы изменяется на dU. В соответствии с законом сохранения энергии таким же по абсолютной величине должно быть изменение энергии тел окружающей среды, с которыми взаимодействует система. Однако в термодинамике объектом исследования являются процессы, протекающие в системе. Поэтому количественная оценка изменения внутренней энергии основана на определении соответствующих физических величин, которые представляют собой количественные меры взаимодействия (количества воздействия) различного рода. Количественной мерой механического взаимодействия является механическая работа, термического взаимодействия — теплота.
В термодинамике теплового двигателя исследуется работа_изменения объ ема (расширения, сжатия) газа. Она обозначается буквой L(Дж), удельная работа — l(Дж/кг). Рассмотрим газ, находящийся в цилиндре над поршнем площадью Р под давлением р. В этом случае приложенная к поршню сила Р = рF. При механическом взаимодействии газ под действием силы Р совершит элементарную работу изменения объема dL, в результате чего поршень переместится на расстояние dx: dL=pFdx=pdV, или для 1 кг газа: dl=pdv.
|
|
|
Работа расширения, совершаемая системой против внешних сил, считается положительной, а работа сжатия, совершаемая окружающей средой против внутренних сил системы,— отрицательной.
Рассмотрим на диаграмме р — v равновесный процесс I— 2 расширения системы. Объем системы изменяется от 
до 
. Состояния, которые проходит система в процессе изменения объема, однозначно определяются координатами точек на кривой процесса (между точками 1 и 2). Работа расширения (сжатия) численно равна плошади фигуры (заштрихованной), ограниченной линией процесса, ординатами крайних точек и осью объемов. Она зависит от пути перехода системы из состояния I в состояние 2, т. е. от характера процесса. 
. Значение интеграла зависит от вида подынтегральной функции р(v). Поэтому с изменением характера процесса (кривой процесса между точками 1 и 2) изменяется работа расширения. Аналогичные рассуждения можно привести и для работы сжатия. Величина dl не является полным дифференциалом.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!