Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса
Внутренняя энергия ванн-дер-ваальсовского газа
.
суммарная кинетическая энергия молекул в Ц-системе, связанной с сосудом;
– суммарная энергия взаимодействия молекул (собственная потенциальная энергия).
Если газ расширяется в пустоту без теплообмена с окружающими телами, то 
, и согласно первому началу термодинамики в этом процессе U = = const. Получается, что с ростом объёма температура реального газа уменьшается (в отличие от идеального газа).
Тепловые машины (двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, газовые турбины и др.) предназначены для получения полезной работы за счёт теплоты, выделяемой вследствие сгорания топлива, ядерных превращений, нагрева солнечными лучами или по другим причинам. Ниже приведена условная схема тепловой машины (а) и её термодинамический цикл (б).
В качестве холодильника часто выступает окружающая среда. В космических энергоустановках окружающая среда отсутствует и необходим специальный холодильник-излучатель.
Наличие холодильника и передача ему части полученной от нагревателя теплоты является обязательным, так как иначе работа тепловой машины невозможна. Вычисляемая по первому началу термодинамики величина QXявляется отрицательной т.к. это количество теплоты поступает не к рабочему телу, а от него к холодильнику.
В соответствии с первым началом внутренняя энергия за цикл (круговой процесс) не изменяется. Совершённая рабочим телом механическая работа равна разности подведённой и отведённой теплоты:
|
|
|
.
Тепловой коэффициент полезного действия (КПД) цикла любой тепловой машины можно рассчитать как отношение полезной работы к количеству теплоты, переданной рабочему телу от нагревателя:
.
Термодинамический цикл, осуществляемый в обратном направлении . может быть использован для работы холодильной машины.
В холодильной машине внешние тела совершают работу А* над рабочим телом и происходит отвод теплоты QОХЛ от охлаждаемого тела и передача теплоты QТР (величина отрицательная)тепловому резервуару, в качестве которого обычно выступает окружающая среда.
Холодильный коэффициент холодильной машины определяют как отношение отведённого от охлаждаемого тела количества теплоты к затраченной для этого механической работе А* :
.
Холодильный коэффициент холодильной машины в отличие от КПД тепловой машины может быть как больше, так и меньше единицы.
Холодильная машина может использоваться не только для охлаждения различных предметов, но и как тепловой насос для отопления помещений. В этом случае тепловым резервуаром является обогреваемое помещение, а теплота QОХЛотводится из менее нагретой окружающей среды. Термодинамические циклы холодильной машины и теплового насоса совпадают.
|
|
|
КПД теплового насоса определяют как отношение полученного нагреваемым помещением количества теплоты к затраченной для этого механической работе: 
. .
Видно, что КПД теплового насоса обязательно должен быть больше единицы.
Преимущество теплового насоса по сравнению с обычным электрическим нагревателем заключается в том, что на нагрев помещений используется не только преобразованная в теплоту электроэнергия, но и теплота, отобранная от окружающей среды.
БИЛЕТ-13
1) Абсолютно твердое тело. Центр инерции тела. Поступательное и вращательное движение тела.
Абсолютно твердым называется тело, взаимное расположение частиц которого остается неизменным при любых его движениях. Обычно говорят: «твердое тело», опуская слово «абсолютно». Различают 5 видов движения тела: поступательное движение, вращательное движение вокруг неподвижной оси, плоскопараллельное движение, вращательное вокруг неподвижной точки, свободное движение. Любое сложное движение твердого тела может быть сведено к совокупности поступательного и вращательного движений. Поступательным называется движение, при котором прямая, соединяющая две любые точки тела, перемещается параллельно самой себе. При этом все точки тела описывают одинаковые траектории ив любой момент времени имеют одинаковые скорости 
|
|
|
1. Поступательным называется такое движение абсолютно твердого тела, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, перемещается параллельно самой себе. Все точки тела, движущегося поступательно, в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения, а их траектории полностью совмещаются при параллельном переносе. Поэтому кинематическое рассмотрение поступательного движения абсолютно твердого тела сводится к изучению движения любой его точки. В самом общем случае поступательно движущееся твердое тело обладает тремя степенями свободы.
2. Движение абсолютно твердого тела, при котором две его точки А и B остаются неподвижными, называется вращением (вращательным движением) вокруг неподвижной прямой АВ, называемой осью вращения. При вращении твердого тела вокруг неподвижной оси все его точки описывают окружности, центры которых лежат на оси вращения, а плоскости - перпендикулярны к ней. Тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, обладает одной степенью свободы: его положение полностью определяется заданием угла f поворота из некоторого начального положения.
|
|
|
Положение центра масс (центра инерции) в классической механике определяется следующим образом:
где
— радиус-вектор центра масс,
— радиус-вектор i-й точки системы,
— масса i-й точки.
Для случая непрерывного распределения масс:
где:
— суммарная масса системы,
— объём,
— плотность.
Центр масс, таким образом, характеризует распределение массы по телу или системе частиц.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 375; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!