Существуют множество форм движения материи и различных видов энергии. Но имеются лишь два принципиально различных способа передачи энергии ( способа обмена энергии ) : работа и теплота.
Объект изучения в термодинамики - термодинамическая система, представляющая собой совокупность взаимодействующих макроскопических тел.
В технической термодинамики таким объектом чаще всего является вещество, выполняющее главную функцию в тепловой машине: пар, продукты сгорания топлива, сжатый газ и прочее. Татое вещество также является термодинамической системой ( ТДС) и называется рабочим телом машины или ТДС.
Все тела не входящие в состав изучаемой ТДС, объединяются понятием “ определяющая Среда “ (ОС).
Граница между ТДС и ОС - контрольная поверхность. Понятие контрольная поверхность ( КП) условно, но может совпадать с некоторой реальной поверхностью.
На контрольной поверхности происходит взаимодействие термодинамической системы с окружающей средой, которое может состоять в передаче энергии или вещества в систему или из нее. Конкретный способ передачи энергии называют родом взаимодействия. Количество различающихся между собой родом взаимодействия - число термодинамических степеней свободы системы.
Системы обладающие двумя степенями свободы ( СС) термодинамической и деформационной называют термодеформационными или простыми.
В технической термодинамики обычно рассматривают простые системы.
Характер взаимодействия между термодинамической системой и окружающей средой зависит и от свойств контрольной поверхности.
Если между термодинамической системой и окружающей средой отсутствует обмен массой - термодинамическая система закрытая . Закрытая система предусматривает внешние взаимодействия в виде теплоты ( Q ) или работы ( L ) , отсутствует только обмен массой.
В противном случае термодинамическая система открытая. Частный случай открытой термодинамическйо системы - проточная , когда в одних случаях контрольная пловерхность вещество входит в систему, в других - уходит из нее.
Термодинамическая система называется изолированной, если контрольная поверхность пересекает потоки массы и энергии.
Практически изолированная система - называется научная абстракция, то есть изоляция считается идеальной. Иногда говорят о частично изолированных системах, когда идет обмен энергией лишь по некоторым степеням свободы.
Системы , находящиеся в тепловой изоляции и не обменивающиеся с окружающей средой теплотой называются адиабатными . Адиабата ( от гречиского adiabatos - непереходимый ).
Для любой термодинамической системы может быть указана совокупность некоторых физических величин, но которым можно было бы отличить данную систему от других и проследить за изменениями, проходящими внутри системы при взаимодействии с окружающей средой.
Совокупность таких величин характеризует состояние системы.
Физические величины , значения которых однозначно определяются состоянием системы и не зависят от предистории системы называются параметрами или функциями состояния системы.
В термодеформационных системах принято состояние системы описывать тремя основными параметрами: удельным объемом ( u), абсолютной температурой ( Т ) и давлением ( Р ).
Удельный объем u = V/m; [u] = м3/кг - объем, занимаемый единицей массы вещества; плотность r=m/V; [r] = кг/м3 - массы единицы объема; u = 1/r; ur = 1.
Давление с точки зрения молекулярно-кинетической теории - средний результат ударов молекул газа, находящихся в непрерывном хаотическом движении, о стенки сосуда, в который он заключен:
Р = Fн / A, где Fн - нормальная составляющая силы, н; А - площадь поверхности, нормальной к действующей силе, м2: [P] = н/м2= Па.
Давление измеряют манометрами - избыточное; барометрами - атмосферное и вакууметрами - разряжение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.