Теплота для открытых и закрытых систем

В зависимости от рассматриваемого явления система может быть сложной и различного размера, но всегда она должна состоять из большого числа частиц, т. е. быть макроскопической. Только для макроскопических систем можно оперировать такими понятиями, как температура, давление, теплота н некоторыми другими. Исходя из характера взаимодействия различных систем с окружающей средой, их подразделяют на открытые, закрытые и изолированные системы. [c.182]

Нормативными материалами рекомендуется предусматривать закрытые системы сбора и возврата конденсата. Избыточное давление в сборных баках должно быть не менее 5 кПа (0,05 кгс/см ). Открытые системы сбора и возврата конденсата допускаются при возврате конденсата менее 10 т/ч и расстоянии до источника теплоты до 0,5 км. [c.120]

Если исключен обмен теплотой между системой и окружающей средой, то система называется адиабатически изолированной. Система называется закрытой (замкнутой), если между ней и окружающей средой возможны все виды взаимодействия, кроме обмена веществом. Примером закрытой системы является закрытый сосуд с веществом, баллон с газом и т. п. Открытой называется система, которая может обмениваться с окружающей средой и веществом и энергией. Примером открытой системы является живой организм. [c.19]

Система может по-разному взаимодействовать с внешней средой. Закрытая система отличается постоянством общей массы, т. е. она не обменивается с внешней средой веществом. Обмен же энергией в форме теплоты, излучения, работы возможен. Если система обменивается и энергией, и массой, то она называется открытой. [c.67]

Вероятность состояния оценивается энтропией, особой функцией состояния, связанной с теплотой. В изолированной системе, где общая энергия постоянна, развитие любого самопроизвольного процесса обусловлено только энтропийным фактором. В этих условиях энтропия — универсальный критерий возможности, направления и предела протекания процесса. В закрытых и открытых системах в общем случае изменяется как энергия, так и энтропия, и о возможности самопроизвольного процесса судят по другим функциям состояния. [c.90]

X. т. использует понятия о типах термодинамич. систем (см. Гетерогенная система. Гомогенная система. Закрытая система, Изолированная система, Открытая система), параметрах состояния (см. Давление, Температура, Химический потенциал), термодинамич. ф-циях и термодинамических потенциалах (см., напр., Внутренняя энергия. Энтропия). В основе Х.т. лежат законы (начала) общей термодинамики. Первое начало термодинамики - закон сохранения энергаи дая термодинамич. системы, согласно к-рому работа может совершаться только за счет теплоты или к.-л. др. формы энергии. Оно является основой термохимии, изучения теплоемкостей в-в, тепловых эффектов реакций и физ.-хим процессов. Гесса закон позволяет определять тепловые эффекты расчетным путем, если известны теплоты образования каждого из в-в, участвующих в р-ции, или теплоты сгорания (для орг. соед.). Совр. термодинамич. справочники содержат данные о теплотах образования или теплотах сгорания неск. тысяч в-в, гто позволяет рассчитывать тепловые эффекты десятков тысяч хим. р-ций. Первое начало лежит в основе Кирхгофа уравнения, к-рое выражает зависимость теплового эффекта р-ции или физ.-хим. процесса ст т-ры и дает возможность рассчитать тепловой эффект процесса при любой т-ре, если известны теплоемкости в-в, участвующих в р-ции, и тепловой эффект при к.-л. одной т-ре. [c.236]

Для устранения неоднородностей, возникающих в газообразных и жидких системах, обычно прибегают к механическому перемешиванию. Следует, однако, иметь в виду, что оно сопровождается диссипативными эффектами вследствие вязкого перемещения макроскопических частей системы относительно друг друга. Это равносильно появлению в системе дополнительного источника энтропии, мощность которого тем выше, чем интенсивнее перемешивание и вязкость среды. Вопрос о том, можно ли пренебречь этим источником при рассмотрении общего баланса энтропии системы, должен решаться особо в каждом конкретном случае. Отметим также, что при массообмене газообразных и жидких систем с окружающей средой возникает еще один дополнительный источник энтропии, связанный с наличием скачков химических потенциалов поступающих из окружающей среды компонентов в местах их ввода в систему. Хотя этот источник сосредоточен на границе системы, соответствующая ему теплота диссипации практически полностью становится достоянием системы. Он может быть, однако, учтен путем включения его в поток энтропии через контрольную поверхность системы, что позволяет рассматривать открытые системы как объекты, у которых, подобно закрытым системам, источниками энтропии являются лишь релаксационные процессы, если не считать перемешивания. [c.152]

Расчетные расходы воды на горячее водоснабжение здания или в системе теплоснабжения определяют делением соответствующего расхода теплоты на разность температур горячей и холодной воды в системах горячего водоснабжения. Для закрытой системы теплоснабжения принимают среднюю температуру горячей воды 55 С, для открытой -65 С. [c.427]

Выше были рассмотрены закрытые системы, которые могут обмениваться с окружающей средой только энергией, но не веществом. Во многих областях инженерной практики широко используются открытые системы, которые, кроме обмена энергией в виде теплоты [c.38]

Система, которая не обменивается с окружающей средой массой и энергией в форме теплоты и работы, называется изолированной. Если система обменивается с окружающей средой энергией и массой, она называется открытой. Когда система обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается массой, ее называют закрытой. Совокупность всех физических и химических свойств системы, например, температура, давление, масса, плотность, химический состав фаз, входящих в систему, и некоторые другие свойства определяют ее термодинамическое состояние. Указанные величины, определяющие состояние системы, называются термодинамическими параметрами ее состояния. В любом процессе изменение термодинамических параметров зависит только от начального и конечного состояний системы и не зависит от [c.48]

Пусть теперь система находится в таких условиях, что теплота не может перейти к ней из внешней среды и сама система не может отдавать теплоту пусть также система не имеет барической связи со средой, т. е. изменение давления внутри системы не влияет на внешнюю среду и соответственно внешняя среда не может произвести работу над системой. Такая система называется изолированной. Если между системой и средой возможен обмен энергией, но не массой, то систему называют закрытой наконец, если возможен обмен и массой и энергией, то говорят, что система — открыта. Термодинамические системы состоят из очень большого числа малых частиц, индивидуальные свойства которых не имеют значения. [c.7]

Системы, обменивающиеся с окружающей средой энергией (в форме теплоты и работы) и веществом, называют открытыми, обменивающиеся только энергией — закрытыми, а не обменивающиеся ни тем, ни другим — изолированными. [c.23]

Рассматривая в общем случае процесс обмена энергией между системой и окружающей средой, следует учитывать, что энергия системы может измениться еще и третьим способом (кроме теплоты и работы), а именно в результате перехода в систему из окружающей среды (или из системы в окружающую среду) некоторого количества вещества. Действительно, обмен веществом, очевидно, означает, что количество молекул того или иного вида в системе изменяется, а следовательно, изменяется сумма кинетической и потенциальной энергии частиц в системе, т. е. изменяется общий запас энергии в системе. Системы, в которых возможен обмен веществом с окружающей средой, называются открытыми системами. Системы, в которых такой обмен невозможен, называются закрытыми. [c.13]

Некоторые системы можно поместить (реально или мысленно) в условия, которые исключают всякий энергетический обмен с внешней средой. Это — изолированные системы. Внутри системы могут происходить передача теплоты от более нагретой части к менее нагретой, взаимные превращения энергии, выравнивание концентраций. Но между изменениями температуры или давления в системе и вне ее нет никакой связи, так что, например, внешняя среда не может произвести работу над системой. Таким образом, изолированная система отличается от закрытой или открытой постоянством внутренней энергии. Разновидностью изолированной системы является адиабатически изолированная система, которая лишена только возможности теплообмена с внешней средой. [c.67]

Термодинамическая система — это рассматриваемая часть материальной Вселенной. Она отделена от окружающей среды замкнутой поверхностью — границей. Если эта граница исключает любое взаимодействие с окружающей средой, то система называется изолированной. Если через границу переходит вещество, то система называется открытой, если нет—-система называется закрытой. Теплота может поступать в закрытую систему или выделяться из нее. [c.13]

Термодинамика описывает только макроскопические системы, т. е. системы, состоящие из большого числа частиц, поведение которых может быть описано законами статистики. Процессы, происходящие в таких системах, проявляются в виде тепло- или массо-обмена между отдельными составляющими их объектами. В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой различают системы изолированные, закрытые и открытые. Изолированными являются системы, совершенно не взаимодействующие с окружающей средой, т. е. не обменивающиеся с ней ни веществом, ни энергией и, следовательно, имеющие постоянный объем. К закрытым относятся системы, не обменивающиеся с окружающей средой веществом, но взаимодействующие с ней путем передачи энергии (в виде теплоты или работы). И, наконец, открытые системы —это системы, обменивающиеся с окружающей средой веществом (они могут, естественно, обмениваться и энергией). Различают также системы гомогенные, не имеющие внутри себя поверхностей раздела между отдельными частями, различающимися по свойствам, и гетерогенные, содержащие указанные поверхности. Системы, состоящие только из твердых и (или) жидких веществ, называются конденсированными. [c.189]

Основные отличия тепловой схемы водогрейной котельной, работающей на открытую систему ГВС, обусловливаются необходимостью в значительном количестве подпиточной воды. Максимальные часовые расходы воды на подпитку при открытой схеме ГВС в 10-15 раз больше, чем при закрытой. Например, для котельной теплопроизводительностью 150 Гкал/ч эта величина составляет соответственно 670 и 45 мVч. Такая большая разница в подпитке и ее большая неравномерность при открытой системе ГВС требуют установки в котельной дорогостоящих и энергоемких водоподготовительных устройств большой производительности. Дополнительное увеличение стоимости водоподготовки в этом случае обусловливается также необходимостью в значительно более высоком качестве воды на подпитку сети при открытой системе ГВС. Кроме того, в связи с большими колебаниями нагрузок как в течение суток, так и времен года, в таких котельных приходится устанавливать генерирующее оборудование с тепловой мощностью, значительно превышающей среднегодовое потребление теплоты. Это приводит к понижению ЮТД котельной, а следовательно, к значительным перерасходам ТЭР. [c.72]

Внутренняя энергия и любой системы состоит из кинетической, потенциальной, химической и атомной энергий, каждая из которых (кроме атомной) может изменяться в химических реакциях. Внешним признаком изменения внутренней энергии служит ее теплообмен с внешней средой и совершение работы. Сама теплота и работа в системе не содержатся, формами энергии они не являются, а появляются лишь в процессе обмена энергией, точнее движением, структурных частиц системы и внешней среды. По характеру обмена энергией с внешней средой системы подразделяют на изолированные, закрытые и открытые. [c.137]

Обмен энергией между закрытыми или открытыми системами и окружающей средой может осуществляться в форме теплоты и в форме работы. Обмен энергией в форме теплоты осуществляется посредством неупорядоченных движений микрочастиц, образующих макроскопические тела, тогда как обмен энергией в форме работы происходит в результате упорядоченного движения макроскопических тел и микрочастиц под действием сил той или иной природы. [c.18]

Примем, что вся система представляет собой закрытую систему, т. е. обмена веществом с окружающей средой нет, а имеется только обмен теплотой и работой. Подсистемы I и П, заключенные в разных резервуарах, являются, однако, открытыми, так как вещество может переходить из одного резервуара в другой. [c.75]

Границы изучаемых систем могут быть физическими или воображаемыми — условными. Если система обменивается с окружающей средой свосй массой и энергией, она называется открытой. Закрытая система может обмениваться со средой только энергией (в виде теплоты или работы). Изолированные системы с внешней средой не взаимодействуют. [c.10]

Закрытая система (изолированная непроницаемой вещественной оболочкой) может обмениваться с внещней средой только энергией, а фазово-открытая система (имеющая оболочку, проницаемую для вещества и энергии) обменивается с окружающей средой веществом и энергией, в частном случае, в форме теплоты. В фазово-открытой системе можно выделить внутренние части и части, которые соприкасаются с окружающей срг-дой. В такой системе процессы будут протекать термодинамически необратимо и их условились разделять на внутренние и внешние (Н. И. Белоконь, И. Р. Пригожин). Тогда общий теп-лопоток можно разделить на теплоту, распределяемую между внутренними частями системы Qi и между внешними частями Qe ( — интернел — внутренний, е — экстернел — внешний) [c.252]

Термодинамической системой будем называть любую часть реального физического мира. Весь остальной мир будем называть средой. Система отделена от среды границами, реальными или мыслимыми. Эти границы могут быть нетеплопроводными или проводящими теплоту. Они могут быть механически жесткими или нежесткими. Наконец, через них может осуществляться обмен веществ со средой (открытые системы) или обмен веществ не имеет места (закрытые системы). [c.8]

При подведении теплоты эта реакция будет протекать вправо. Вправо от линий 1 ж 2 гипс является неустойчивым. Незначительное повышение температуры (при параметрах нонвариантной точки) приводит к переходу гипса в ангидрит. При параметрах, лежащих слева от моновариантных кривых 1 ж 2, устойчивыми являются гипс—ангидрит или водяной пар—гипс. Комплекс гипс-Ьангидрит переходит в ангидрит только в закрытой системе. Если же система открыта и вода является вполне подвижным компонентом (т. е. обмен ее с окружающей средой вполне свободен), то ангидрит переходит в гипс. [c.162]

Как показали обследования при сборе конденсата по открытой схеме, наиболее распространенной в существующих котельных, потери теплоты, связанные только с его испарением, составляют более 15 %. Отметим, что практикуемая в эксплуатации подача в конденсатные баки холодной воды для снижения до 80-95 °С (необходимо подавать химически очищенную воду, о чем эксплуатационный персонал часто забывает) приводит к избытку питательной воды, который обычно сбрасывается через переливную трубу в канализацию, что также недопустимо. К тому же даже при = = 80+95 °С испарение воды из открытого бака составляет 10-22 кг/ч, что также нельзя не учитывать при разработке мероприятий по рациональному использованию газа. Уменьщение испарения конденсата может бьггь достигнуто применением конденсатных баков, соединенных с атмосферой выхлопной трубой, оборудованной оросительным устройством. Значительная экономия газового топлива в котельных, особенно при > >100 °С, может быть достигнута при применении схемы закрытой системы использования конденсата [14.45]. [c.179]

В термодинамических системах возможен теплообмен и диффузия между ее составными частями. Так, термодинамическая система взаимодействует со средой, внешней по отношению к системе, она может получать или отдавать теплоту или совершать работу. Внешняя среда может совершать работу над системой. Так, газ, заключенный в цилиндр, закрытый поршнем, расширяясь, совершает работу. Внешние силы, сжимая газ, т. е. опуская поршень, совершают работу над системой. Пусть теперь система находится в таких условиях, при которых теплота не может перейти к ней из внешней среды и сама система не может отдавать теплоту пусть также система не имеет барической связи со средой, т. е. изменение давления внутри системы не влияет на внешнюю среду и соответственно внешняя среда не может произвести работу над системой. Такая система называется изолированной. Если между системой и средой возможен обмен энергией, но не веществом, то систему называют закрытой наконец, если возможен обхмен и веществом и энергией, то говорят, что система открыта. Термодинамические системы состоят из очень большого числа малых частиц, индивидуальные свойства которых не имеют значения. [c.9]

Любая термодинамическая система обладает конечным запасом энергии, которая может явиться источником для производства работы и теплоты. Свойства системы определяются величиной таких параметров, как V, Т, Р я другие. Этими же параметрами определяется запас энергии в системе. В закрытой, изолированной или открытых системах могут проходить взаимопревращения энергии одного вида в другой, теплоты в работу и работы в теплоту только в соответствии с законом сохранения. Закон сохранения определяет, что энергия не создается из ничего и не может превратиться в ничто если в ходе протекания процесса исчезает некоторое количество энергии данного вида, то взамен появляется в строго эквивалентном количестве энергия другого вида. Так, энергия химического процесса может превращаться в строго эквивалентном количестве в световую энергию или энергию электрических батарей. Закон сохранения формулируется также и как закон неунич-тожимости энергии, а именно, в любой системе различные виды энергии превращаются друг в друга, но общее количество энергии в ней остается неизменным. [c.15]

Правило фаз является следствием из второго закона термо ДИ-намики. В отличие от закрытых систем, обмениваюшихся с окру-жаюшей средой только теплом и работой, в открытых системах при химичесгсих реакциях или при переходе вещества из одной фазы в другую наряду с обменом теплотой (ЛЯ) и работой (—АО) происходит обмен веществом. Для учета изменения числа молей данного компонента I в системе Гиббс ввел понятие химического потенциала р, - [c.59]

Тяжелые условия работы на колощнике, а также то обстоятельство, что окись углерода, сгорая, выделяет очень много теплоты, которая в случае герметизации печи могла бы быть утилизирована, привели к стремлению закрыть также печи для бесшлаковых процессов. Само закрытие печи обеспечивается металлическим водоохлаждаемым сводом, теплоизолированным с внутренней стороны, н тщательной сортировкой шихты, позволяющей отказаться от ухода за колошником печи, осуществляемого в открытых печах вручную. Главная трудность при этом заключается в устранении опасности взрыва. В случае попадания воздуха в наполненную окисью углерода закрытую печь образуется взрывчатая смесь, поэтому в печи должно надежно поддерживаться с помощью чувствительной системы автоматического регулирования небольшое избыточное давление, чтобы исключить проникновение воздуха в печь. В настоящее время в отношении ряда сплавов и, в частности, ферросилиция эта проблема решена, для других процессов ведутся опытные работы. [c.219]

На базе преобразователя расхода Метран-ЗООПР разработан счетчиктепла Метран-400 . Счетчик предназначен для измерения и коммерческого учета количества тепловой энергии и массы теплоносителя, отпущенных источником теплоты (энергосберегающей организацией) и полученных потребителем, а также для контроля параметров теплоносителя в закрытых и открытых системах водяного теплоснабжения (теплопотребления) и в отдельных трубопроводах, не входящих в систему теплоснабжения. [c.136]

Перейдем теперь к балансу энтропии в разделенной системе, в которой имеются различные температуры и давления, и химические потенциалы. Ограничиваясь пока более простым случаем, рассмотрим систему в целом закрытую, но состоящую из двух частей / и // с соответствующими значениями давления и температуры и р , Т (рис. 130). В части lull системы поступают извне потоки теплоты б eQn6 Q. Вещество в систему в целом не вступает — она по условию закрыта. Однако части / и // могут между собой обмениваться веществом и по отношению друг к другу они открыты. Для внутреннего обмена энергией можем написать [c.343]

Конечным состоянием системы считается состояние равновесия ее с окружающей средой, имеющей постоянные давление р и температуру Tq. Что касается характера обратимого процесса перехода системы в конечное состояние, то в отсутствие других источников теплоты, кроме окружающей среды, этот переход может быть, очевидно, осуществлен с помощью двух процессов, адиабатного S = onst и изотерм-ного То = onst. Так определяется функция работоспособности массы. Так как в термодинамике рассматриваются два вида систем закрытая и открытая со стационарным потоком и соответственно два вида работы — работа деформации L и располагаемая работа Lg, то могут быть получены две функции работоспособности массы. [c.98]

Теаловые эффекты химических превращений отличаются друг от друга, если эти превращения происходят в закрытом сосуде (при постоянном объеме, v = onst) или в открытом сосуде (при постоянном давлении, р = onst). В формуле (2) Ш изменение внутренней энергии или разность величин q ч А зависит только от начального и конечного состояния, но каждая величина отдельно (работа А и теплота q) зависит также и от пути процесса. Проведем химический процесс в закрытом сосуде (в калориметрической бомбе). Так как объем системы не будет меняться, то никакой внешней работы производиться не будет, Л = О и уравнение (2) перейдет в уравнение (3) [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология