Energia internă a fluidului de lucru în funcție de stare - note de curs

Verificați tarifele funcționează pe subiect

Energia internă este notată cu litera U, dimensiunea J. sale
energie internă include:
1. Energia cinetică de translație, mișcarea de rotație și oscilatorie a particulelor (molecule).
2. Energia potențială a particulelor de interacțiune.
3. energia nucleară.
4. Energia cochilii de electroni de atomi.
În cele mai multe dintre ultimele două componente ale proceselor de putere termică rămân neschimbate. Prin urmare, în energia internă ne referim la energie a mișcării aleatoare de molecule și atomi, care cuprinde energia de translație, mișcarea de rotație și vibrație ca molecular și intramoleculare precum energia potențială a forțelor de interacțiune dintre molecule. Energia cinetică a moleculelor datorită vitezei de deplasare și o funcție unică a temperaturii. Valoarea energiei potențiale datorită forțelor de interacțiune dintre moleculele și deci depinde de distanța medie dintre ele și, în consecință, volumul V ocupat de gaz, adică, este o funcție unică de V. Prin urmare, energia internă are o anumită stare caracteristică unică a corpului, de exemplu, oricare doi parametri independenți care definesc această stare: U = f1 (v, T); U = f2 (p, v); U = f3 (p, T), (3.1)
Cantitatea u = U / m se numește. energiei interne specifice, și este o energie internă pe unitatea de masă a substanței. Dimensiunea sa J / kg. Deoarece energia internă este o funcție de stare a corpului, atunci schimbarea sa într-un proces termodinamic este independent de natura procesului, dar numai cu privire la starea inițială și finală a corpului. (3.2)
În consecință, creșterea infinit mică în yavl internă a energiei. totală diferențială dU, și schimbarea în orice proces de 1-2:
. (3.3)
energie internă poate fi exprimată ca funcție de v, T, p:
dU = (U / T) v dT + (U / v) T dv, (3.4a) dU = (U / T) v, dT + (U / p) T dp, (3.4b)
dU = (v dp + (p dv, (3.4V)
Într-un gaz ideal sunt forte atractive între moleculele și, prin urmare, componenta potențială a energiei sale interne este egală cu zero. Astfel, în conformitate cu energie internă gaz ideal doar înțelege energia cinetică a mișcării termice a moleculelor. Prin urmare, energia internă a unui gaz ideal depinde de temperatura gazului. Din care rezultă.
o este determinată, după cum se știe, temperatura, deci derivata energiei interne a temperaturii gazului ideal este derivata:
. (3.5)
3.2. munca de expansiune. p, diagrama v-
Din mecanică știm că yavl de lucru. măsură cantitativă a transferului de energie un corp la altul printr-o acțiune mecanică. Produsul de lucru se măsoară forța cu care corpul actioneaza una peste alta pe cantitatea de mișcare a punctului de aplicare a forței. În conformitate cu unitatea de yavl de lucru. J = H m sau mai puțin. (3.6)
S- în care forța H; x- coordonate deplasare.
Să presupunem că gazul se extinde în 1 kg cilindrul motorului (fig.3.1), pistonul se deplasează de la facilitatea tA în TW, în care gazul de proces schimbă starea la p, diagrama v- reprezentat printr-o linie de 1 - 2. regiunea elementară a căii pistonului și - la egal DY, schimbările de presiune pot fi neglijate, astfel încât gazul de lucru elementar în această regiune este:
unde F - suprafața pistonului, m; p - presiunea gazului Pa; pF - forța care acționează asupra pistonului. dar apoi
Cledovatelno. (3.7)
Dacă gazul este expandat, dv> 0 și a> 0, adică, lucru de gaz în expansiune are o valoare pozitivă. În cazul în care gazul este comprimat, apoi DV <0 и <0, т.е. работа сжатия есть величина отрицательная.
Dependența p = f (v) pot fi reprezentate grafic (fig. 3.1). Se observă că zona umbrită a elementar numeric egal cu unitatea de expansiune. prin urmare, aria de sub proces 1-2-3-4 1-2 este extensia. rezultă de asemenea din ecuația (3.7).
O reprezentare grafică a procesului într-un sistem de coordonate p, v numit. Diagrama de lucru.
Interpretarea grafică a lucrării în p, v - graficul demonstrează că valoarea sa depinde de modul în care gazul trece de la inițială la starea finală. Rezultă de aici că lucrările, spre deosebire de energia internă este o funcție a procesului și nu yavl. funcție de stare și diferențială nu yavl. diferențială totală.

Nu verifica profesorul de locuri de muncă descărcat!

Acest conspecte puteți utiliza pentru a crea patuturi si pregatirea pentru examene.