ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ
Значение термодинамики среди других наук весьма велико, т. к. почти все явления природы в той или иной степени связаны с процессами преобразования энергии.
Термодинамика как наука начала развиваться в начале XIX века в результате изучения и теоретического обоснования тепловых процессов в паровых поршневых машинах, получивших в этот период большое распространение.
Существенный вклад в развитие термодинамики внесли русские ученые, и первым среди них следует назвать М В Ломоносова. До появления работ Ломоносова все тепловые процессы в природе объяснялись наукой того времени теорией теплорода. Под последним понималось некая невесомая, невидимая для глаз человека жидкость, которая могла перетекать из одних тел в другие, и по количеству которой, в отдельных телах можно было судить о степени их нагретости.
Среди работ, появившихся в пору широкого распространения паровых машин и заложивших основы термодинамики, необходимо отметить работу “Размышления о движущейся силе огня и о машинах, способных развивать эту силу” выдающегося французского ученого Сади Карно, а также ученых – представителей немецкой школы: Майера, Клаудиуса, Гельмгольца, английской школы: Джоуля, Томпсона, Стирлинга и др.
Видное место среди ученых, внесших вклад в развитие термодинамики и теплотехники в целом, занимают представители и русской школы: Гесс, Шиллер, Афанасьев-Эренфест, Гриневецкий, Кирш, Мерцалов, Ошурков и другие.
Теоретические и экспериментальные исследования привели к теории рабочих процессов и циклов тепловых двигателей, применяющихся в современной теплоэнергетике. Проводились обширные работы по получению новых данных по теплофизическим свойствам новых рабочих тел. Приоритет в этой области принадлежит коллективу ученых МЭИ и ВТИ и в первую очередь Вукаловичу, Кириллину, Новикову, Тимрову и Варгафтику.
Термодинамика является наукой, в которой изучаются энергия и законы превращения ее из одних видов в другие.
Раздел этой науки, в которой рассматривается взаимопревращения тепловой и механической энергии, называется технической термодинамикой.
Техническая термодинамика является основой теории тепловых двигателей и других промышленных установок, так или иначе связанных с взаимопревращениями указанных видов энергии.
Метод изучения процессов взаимопревращений различных видов энергии может быть феноменологическим или статическими.
В первом случае явления изучается с макроскопических позиций, во втором случае изучаются закономерности молекулярных и внутримолекулярных процессов. Рассматривание термодинамических явлений как макрофизических допустимо лишь в том случае, если объёмы изучаемых веществ достаточно велики по сравнению с размером их элементарных частиц и расстояниями между ними. Если рассмотрение термодинамических явлений ведётся при соблюдении этих условий, то вещество, участвующее в изучаемых явлениях, можно рассматривать не как совокупность отдельных элементарных частиц, а как непрерывную среду. Техническая термодинамика базируется в основном на феноменологическом методе рассмотрения охватываемых ею явлений.
Развитие термодинамики как науки явилось стимулом для дальнейшего развития теплотехники. Так, в начале прошлого столетия появилась холодильная техника, обеспечившая возможность получения глубокого холода. Стали строиться мощные двигатели внутреннего сгорания, паровые котлы и паровые турбины. Успехи термодинамики в определенной степени способствовали развитию ракетостроения и машин и установок атомной энергетики.
Одним из основных в технической термодинамике является понятие о термодинамической системе, представляющей собой совокупность тел, находящихся во взаимодействии как между собой, так и с окружающей средой.
Взаимодействие термодинамической системы с окружающей средой может быть различным: механическим, тепловым, химическим, электрическим и т.д. В технической термодинамике рассматриваются первые два взаимодействия: механическое и тепловое. Для удобства изучения того или иного вида взаимодействия между системой и средой термодинамическую систему условно представляют заключенной в воображаемую оболочку, отделяющую ее от окружающей среды. На этой оболочке (поверхности) совершается взаимодействие системы и окружающей среды. Оболочку считают способной передавать от системы к окружающей среде, и наоборот, механическое или тепловое воздействие. Другими словами система может быть или не быть механически или термически изолированной.
В результате взаимодействия технической системы с окружающей средой
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
