128.Термодинамическая система

Термодинамическая система – это тот объект, который изучает техническая термодинамика. Термодинамической системой называется любая совокупность материальных тел, заключенная внутри заданных или произвольно выбранных границ. Все, что находится вне границ термодинамической системы, называется внешней средой. Термодинамические системы подразделяются на:

- гомогенные – однородные по составу и физическим свойствам во всем объеме. Например, воздух, вода, металл и т.п., находящиеся в заданном объеме

- гетерогенные – состоящие из разнородных тел, отделенных друг от друга поверхностями раздела. Например, кислород и азот в газообразном состоянии, находящиеся в емкости с непроницаемой перегородкой.

- открытые или закрытые – т.е. с проницаемыми для вещества границами или нет. Например, завязанный и развязанный воздушный шарик

- неизолированные или изолированные – т.е. находящиеся в энергетическом взаимодействии с внешней средой или нет. 

129. Механические и тепловые взаимодействия

Изменение внутренней энергии AU может быть осуществлено двумя способами:

• путем совершения над телом работы: сжатие, растяжение тела; работа механизмов: пилы, дрели;

• путем сообщения телу теплоты, то есть через теплопередачу: нагревание в закрытом сосуде, нагревание жидкости.

Типичный термодинамический процесс — расширение (сжатие) рабочего тела, например газа в цилиндре поршневого компрессора. Такой процесс характеризуется работой, т.е. затратой или выделением механической энергии. Работа, как известно, определяется произведением приложенной к рабочему телу силы на путь её действия.

130.Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Он формулируется следующим образом:

Изменение ΔU внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.

ΔU = Q – A.

Соотношение, выражающее первый закон термодинамики, часто записывают в другой форме: 

Q = ΔU + A.

Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

Согласно этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена; она передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую. Важным следствием первого закона термодинамики является утверждение о невозможности создания машины, способной совершать полезную работу без потребления энергии извне и без каких-либо изменений внутри самой машины.

131. Второй закон термодинамики.

Самопроизвольный перенос тепла возможен только от более нагретого тела к менее нагретому.

Отношение полезной тепловой энергии Q к затраченной механической энергии L – холодильный коэффициент цикла E.

Термин «получение холода» означает понижение содержания Q в том или ином теле, уже имеющем температуру ниже температуры окружающей среды.