Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Работа изменения объема
|
|
Работа изменения объема есть мера механического энергетического взаимодействия тела и внешней среды, являющаяся результатом изменения объема тела. Иногда эту работу называют работой расширения, хотя тело в результате этого энергетического взаимодействия может как увеличивать, так и уменьшать свой объем.
Применяя формулу элементарной работы в механике (2.3) к классической модели термодинамики – цилиндр с газом и поршнем (рис. 2.1), получим аналитическое выражение работы изменения объема:
¶L = FsdS, (2.3)
где ¶L – элементарная работа (обозначает бесконечно малую неполного дифференциала);
Fs – проекция силы на направление движения;
dS – элементарное перемещение.
Силовое воздействие нагруженного поршня в состоянии равновесия уравновешивается силовым воздействием газа:
F = Fs = Рf, (2.4)
где P – давление газа;
f – площадь поршня.
При увеличении объема газа на величину dV поршень переместится на расстояние
dS = dV/f. (2.5)
Следовательно, газом совершается работа по перемещению поршня (Дж)
¶L = FsdS = РfdV/f = РdV, (2.6)
которая и называется работой изменения объема. При отсутствии трения эта работа равняется внешней работе, т.е. работе газа над внешней средой. При наличии трения внешняя работа L' меньше работы L на величину работы трения, т.е. L'=L-Lтр.
Для одного килограмма газа элементарная работа, которая называется удельной работой изменения объема, выразится равенством (Дж/кг)
¶l = ¶L/m = РdV/m = Рdv, (2.7)
где m – масса газа, кг.
Выражение (2.7) применимо к телу любой конфигурации. Полную работу расширения при конечном изменении объема газа можно вычислить интегрированием выражения (2.7), если есть функциональная зависимость давления от объема:
. (2.8)
 |
Она соответствует площади под процессом в проекции на ось v в P,v- диаграмме (рис. 2.2). Поэтому P,v- диаграмму называют рабочей диаграммой.
Выражения (2.6) и (2.7) справедливы для обратимого термодинамического процесса. Знак неполного дифференциала (¶) в этих выражениях указывает на то, что работа расширения есть функция процесса. Она зависит от характера процесса, а ее интеграл по замкнутому контуру – работа кругового процесса (цикла) – не равен нулю (рис. 2.3) в отличие от полного дифференциала любого из параметров состояния (например, 
=0).
В технической термодинамике принято, что работа изменения объема положительна, когда тело совершает работу над внешней средой при увеличении его объема (dv>0), и отрицательна, когда внешняя среда совершает работу над телом при уменьшении его объема (dv<0). Основной единицей работы изменения объема является джоуль (Дж). Работа, отнесенная к одному килограмму вещества, 
– удельная работа, она имеет единицу измерения джоуль на килограмм (Дж/кг).
Date: 2015-05-09; view: 2755; Нарушение авторских прав