Работа, совершаемая при сжатии системы

Таким образом, в изотермическом процессе расширения газа внутренняя энергия системы, преобразованная в работу против внешнего давления, восполняется за счет притока теплоты, В рассмотренном здесь случае обратимого проведения процесса совершенная работа идентична максимальной полезной работе, которая, как показано ниже, равна изменению функции состояния. Минимальная обратимая работа сжатия, необходимая для перевода системы в исходное состояние, равна RT n v2 V]). При необратимом проведении процесса (потери на трение, Др>0) часть полезной работы теряется, переходя в теплоту. В предельном случае расширения газа в вакуум работа не совершается, однако для возвращения в исходное состояние необходима работа по крайней мере не меньшая, чем соответствующая уравнению (200). [c.221]

Алгебраический знак располагаемой работы определяется знаком минус в выражении (1.52) и алгебраическим знаком dp, т.е. если dp < О, то d Q> О — работа положительная, если dp > О, то d o< Q — работа отрицательная. В первом случае работа совершается потоком (системой) над внешним объектом (например, работа газа в турбине), а во втором случае — внешним двигателем над потоком (например, сжатие газа в компрессоре). [c.36]

Схематически цикл показан на рис. 5. Он образован двумя изотермами, которыми являются линии 1-2 и 3-4, и двумя адиабатами— линиями 2-3 и 4-1. Если циклический процесс осуществлять в направлении 1-2-3-4, то на пути 1-2-3 рабочее тело производит )аботу расширения большую, чем работа сжатия по пути 3-4-1. 1ри полном обороте цикла система совершает некоторую работу Л, численно равную площади, охватываемой контуром 1-2-3-4-1. Согласно первому началу термодинамики нельзя получить работу А, не затратив эквивалентного количества теплоты. В цикле Карно теплообмен осуществляется только по изотермам 1-2 и 3-4. В первом случае система поглощает от среды теплоту Ql (при температуре 71), а во втором — отдает теплоту Q2 при более низкой температуре Гг. По определению величины и положительны. Согласно первому началу термодинамики [c.42]

Если работа совершается системой, то А — положительная величина если же работа совершается над системой, то А отрицательна (например, сжатие газа). [c.140]

Имея в виду однозначность значения энергии системы по отношению к нулевому состоянию, можно говорить о запасе или о содержании энергии в системе. В связи с этим необходимо остановиться на понятиях работа и теплота — величинах, имеющих размерность энергии, но ей далеко не равнозначных. Первая, т. е. работа (механическая работа — например, поднятие тяжести или сжатие пружины), является, как уже говорилось, наиболее ясной мерой энергии, но можно ли говорить о работе как о запасенной системой величине, т. е. как о свойстве системы Нет, так как, говоря о работе, всегда имеется в виду процесс, при котором одна система совершает работу над другой системой (например газ, расширяясь в цилиндре с поршнем, может сжимать пружину и таким образом передавать ей часть своей [c.24]

При выводе соотношения (14.2) нужно считать, что система не совершает полезной работы и что расширение или сжатие системы, сопровождающее систему, проходит равновесно. [c.212]

В случае сжатия системы йУ отрицательно, а положительно. При расширении системы, когда она совершает работу над окружающей средой, V положительно, а 6] в соответствии с вышеприведенным правилом отрицательно . [c.39]

Таким образом, системой координат р—Уо очень удобно пользоваться для определения работы, совершаемой при сжатии или расширении газа. Эта система координат удобна также тем, что она позволяет получить представление об алгебраическом знаке процесса. Если происходит процесс расширения газа (АУо>0), то работа совершается газом. Если происходит сжатие газа (ДУо<0), то работа совершается окружающей средой. [c.27]

Если система находится при постоянном давлении, а не при постоянном-объеме, то при нагревании она расширяется и совершает над окружающей средой работу РАУ. Предполагается, что по принципу обратимости эта работа может накапливаться, например, путем поднятия тяжести без потерь на трение. Накопленную таким образом энергию затем можно использовать на производство работы по сжатию рассматриваемой системы до ее первоначального объема. [c.318]

Температура рабочего тела в состоянии 3 подобрана таким образом, чтобы точки 3 и 1 лежали иа одной адиабате. Прн этом (3, = 0, по теперь уже система совершает работу над окружающей средой. По определению, работа сжатия отрицательна [c.14]

Условимся в дальнейшем пользоваться следующими обозначениями. Если тепло получается системой извне, то оно положительно (С>0) если же тепло отводится от системы, то оно отрицательно (Р<0). Положительной будем считать работу (Л>0), если ее совершает сама система (работа расширения) отрицательной условимся считать ту работу (Л<0), которую совершают внешние силы над системой (работа сжатия). Соответственно, dQ, ёА характеризуют бесконечно малые энергетические изменения, которые претерпевает система. Изменение внутренней энергии будем брать со знаком плюс, если процесс сопровождается приращением внутренней энергии системы. Знак минус будет соответствовать убыли внутренней энергии. [c.18]

При адиабатическом и квазистатическом переходе системы из Б в С система совершает работу над источником работы. Но это количество работы, произведенной системой над источником работы при адиабатическом и квазистатическом увеличении объема от Уз до Уа- по абсолютному значению меньше количества работы, затраченной при изотермическом и квазистатическом сжатии системы от объема до объема Уд. (При адиабатическом расширении давление уменьшается не только вследствие увеличения объема, но и вследствие понижения температуры.) Поэтому для охлаждения системы от Та до Тс над системой суммарно затрачивается работа. Вычислим это суммарное количество работы. [c.406]

Имея в виду однозначность значения энергии системы по отношению к нулевому состоянию,можно говорить о запасе или о содержании энергии в системе. В связи с этим необходимо остановиться на понятиях работа и теплота — величинах, имеющих размерность энергии, но ей далеко не равнозначных. Первая, т. е. работа (механическая работа, — например поднятие тяжести или сжатие пружины), является, как уже говорилось, наиболее ясной мерой энергии, но можно ли говорить о работе как о запасенной системой величине, т. е. как о свойстве системы Нет, так как, говоря о работе, всегда имеется в виду процесс, при котором одна система совершает работу над другой системой (например газ, расширяясь в цилиндре с поршнем, может сжимать пружину и таким образом передавать ей часть своей энергии). Следовательно, работа представляет собой одну из форм передачи энергии от системы к системе. При этом следует подчеркнуть макроскопический характер передачи энергии в форме работы и возможную в идеале полную обратимость этой передачи. [c.29]

Рассмотрим более подробно процессы расширения и сжатия газа и связанную с этими процессами работу. Представим себе сосуд с газом, закрытый подвижным поршнем. Реальный процесс расширения газа показан на рис. 4 ломаной линией. Действительно, при расширении сперва резко уменьшается внешнее давление, а затем происходит постепенное увеличение объема, пока система опять не придет в состояние равновесия. Дальнейшее уменьшение давления приводит к следующей ступеньке. Таким образом, газ расширяется от объема VA до объема ид. При расширении он совершает работу, величина которой определяется площадью, ограниченной нижней ломаной кривой и осью абсцисс. Эта работа положительна. [c.15]

Работа — результат изменения внутренней энергии, характеризующий передачу упорядоченного поступательного движения от организованного потока частиц системы к частицам внешней среды (или наоборот) с созданием в ней такого же организованного, поступательно движущегося потока частиц. Количество совершенной в этом процессе работа JV определяет изменение внутренней энергии. В химических реакциях обычно изменяется объем газообразных реагентов и продуктов реакции и совершается работа расширения или сжатия системы. [c.116]

Свободная энергия в любой системе заключена в виде потенциальной энергии. По мере совершения системой работы ее энергия убывает. Чем больше система содержит свободной энергии, тем большую работу она сможет совершить. Так, более разреженный газ содержит меньше свободной энергии и больше связанной, чем сжатый газ при той же температуре. Следовательно, сжатый газ способен совершить больше полезной работы. [c.70]

Это — запись наиболее общего вида. Однако, поскольку третий случай представляет обращение первого, то чаще всего ограничиваются двумя первыми пунктами, т. е. а) и б) соотношения (III.13). Конечно, следует иметь в виду, что если бы в изолированной системе совершился бы несамопроизвольный процесс, например, произошло самоуплотнение газа в какой-либо Части сосуда, то энтропия системы уменьшилась бы. Но с классической точки зрения это невозможно, так как требует затраты внешней работы, а с точки зрения молекулярной статистики — чрезвычайно мало вероятно (см. гл. VI). Поэтому обычно пишут второй закон для изолированной системы в более сжатом виде [c.75]

Необходимо иметь в виду, что в термодинамике поглощаемая системой теплота считается положительной, а выделяемая — отрицательной работа считается положительной, если она совершается системой против внешних сил, и отрицательной, если она производится внешними силами над системой (например, при сжатии газа). Таким образом, внутренняя энергия системы будет увеличиваться при поглощении теплоты и работе внешних сил. [c.74]

Таким образом, в выражении для любого вида работы, кроме работы расширения, стоит знак минус . Так, например, при образовании нескольких капель жидкости из одной капли внешние силы совершают работу поверхностного натяжения по разделению большой капли, равную айа. При этом, очевидно, происходит увеличение поверхности жидкости, так что йа>0. По выбранному правилу знаков эта работа должна быть отрицательной. Поэтому в соответствующем выражении стоит знак минус . Для работы расширения бЛ=рс и знак минус не нужен, так как при совершении работы над системой (сжатие газа) изменение объема с1и<0 и бЛ отрицательна. В физике иногда придерживаются правила, когда теплота и работа имеют одинаковые знаки. Тогда работа поверхностного натяжения запишется 6Л =а <т, а работа расширения 6Л = —pdv. [c.12]

В качестве примера рассмотрим процесс зарядки и разрядки батареи аккумуляторов. Из закона сохранения энергии следует, что если мы при зарядке батареи до определенного состояния затрачиваем некоторое количество энергии, то при обратной разрядке до исходного состояния она отдаст то же количество энергии. Очевидно, что в зависимости от того, как будет производиться эта разрядка, выделение энергии может происходить в различных формах. Можно, например, всю энергию израсходовать на работу электромотора, который будет совершать механическую работу (подъем груза, сжатие газа с помощью компрессора и др.). В этом случае = О и А1/ = — А. Можно разрядить батарею, соединяя ее с электронагревательными приборами, расходуя всю выделяющуюся энергию для получения теплоты. В этом случае Л=0 и АС/ —< . Можно какую-нибудь часть энергии израсходовать на получение работы, а другую часть — на получение теплоты. Однако сумма полученной теплоты и произведенной работы будег одинаковой, если в разных случаях как начальные, так и конечные состояния аккумуляторов были одинаковы. Эта сумма равна убыли внутренней энергии системы и не зависит от пути ее перехода она не зависит, в частности, от того, в обратимой или необратимой форме осуществлялись те или другие стадии процесса . [c.185]

Если же внешние силы совершают работу над системой (например, сжатие газа до малого объема), то запас свободной энергии возрастает, т. е. АР>0. [c.106]

Хорошим примером, иллюстрирующим закон сохранения энергии, является рассмотрение термодинамики процесса, который происходит в обычном велосипедном насосе. Не всем известно, что с помощью такого насоса можно добыть огонь. Если поместить внутрь насоса кусок пакли или другой трут , закрыть отверстие и затем резко сжать воздух в насо-сс ло /30 его первоначального объема, пакля вспыхнет пламенем. Поскольку в данном случае к насосу не подводится тепловая энергия, д = 0. Однако над воздухом в насосе совершается работа РАУ, которая и является источником энергии, повышающим температуру системы. Происходящее в системе изменение внутренней энергии А определяется произведением теплоемкости воздуха С (равной приблизительно [c.308]

Прежде всего рассмотрим условия реализации механического равновесия. Для простоты выберем двухфазную систему с фазами А и В и предположим, что давление в фазе А больше, чем давление Р в фазе В. Следовательно, при расширении одной из фаз и соответственно сжатии другой в системе совершается работа ю. При совершении этой работы в условиях равновесия процесс можно считать обратимым (Лю = го,). [c.186]

Из сопоставления с уравнением (I. 16) может быть найдена величина топ работы, которую помимо чисто механической работы Л pV) совершает система и которая вовсе не обязательно должна быть электрической, а может быть любым другим видом полезной работы, совершаемой внутренними силами системы, но только не работой расширения или сжатия [c.26]

Закон сохранения и превращения энергии. Сжатый пар, ветер, динамит при соответствующих условиях могут совершать работу. Если тело или группа тел (или, как говорят, система тел) способны совершать работу, 10 мы говорим, что они обладают энергией. Следовательно, пар, ветер, динамит обладают энергией. Чем большим запасом энергии обладает данное тело или система тел, тем большую работу оно может совершить. [c.20]

Итак, мы видим, что даже в идеальном мысленном эксперименте весьма трудно осуществить процесс, в котором совершалась бы максимальная работа. Каждый раз, по достижении состояния равновесия, необходимо уменьшать вес груза, давящего на поршень, бесконечно малыми порциями, чтобы газ расширялся также на бесконечно малую величину и производил при этом соответствующую максимальную работу (на каждом отдельном шаге величина ее очень мала). Этот процесс необходимо повторять до тех пор, пока не будет достигнуто заданное конечное состояние. Если мы просуммируем работу, совершенную газом на каждом шаге, то получим максимальную работу, достижимую в данном процессе. Характерная особенность каждой фазы такого процесса — это бесконечно малое отличие состояния системы от равновесного и возможность ведения процесса не только в прямом, НОИ в обратном направлении (например, на любом из шагов вместо расширения можно произвести сжатие газа), если вместо уменьшения груза мы будем его увеличивать на ту же бесконечно малую величину. Процессы, проводимые по такому методу, называются обрати-мыми. Итак, максимальную работу можно получить только в том случае, если процесс ведется обратимо. В обратимом процессе материальная система последовательно проходит ряд состояний, каждое из которых бесконечно мало [c.94]

Изменение энтропии при химической реакции особенно велико, когда число молей газообразных продуктов реакции отличается от числа молей газообразных исходных веществ. При увеличении объема энтропия растет, при уменьшении снижается, если же объем практически неизменен, то постоянна энтропия. Процесс расширения газа идет самопроизвольно (например, если выпускать газ из баллона) и энтропия его возрастает, так как увеличивается беспорядок в системе молекулы начинают двигаться более хаотично. При обратном процессе энтропия будет падать, но чтобы сжать газ, надо приложить усилия, совершить работу. Следовательно, чтобы снизить энтропию газа, надо затратить энергию. [c.26]

Если Г] = Гг, то Т1 = О, т. е. при одинаковых температурах изотермического расширения и сжатия газа за цикл никакой работы не производится. Сколько теплоты поглощается системой при расширении газа, столько ее выделяется при сжатии. Отсюда и вытекает одна из формулировок закона нельзя построить такую машину, которая совершала бы работу за счет теплоты окружающей среды без разности температур. [c.49]

Преодолевая сопротивление внешних сил, система совершает работу. Рассматривая только механическую работу, совершаемую при расширении или сжатии материала, для обратимого процесса можно записать [c.91]

В согласии с принятой выше системой знаков, работа положительна, если dv > О, так как при расширении совершается работа и, наоборот, на сжатие нужно затратить работу. Для конечного расширения от 01 до V2 [c.243]

Газовый поток, периодически поступающий и выходящий из полости, совершает работу по сжатию находящегося в ней газа. Естественно, что отвод этой работы за пределы системы (теплоотдачей от внешних стенок полости, принудительным сбросом части нагретого газа через отверстие в торцевой стенке полости, а также а 0 стическнм излучением) снижает температуру газа отработав- шего в полости. Уместно отметить, что еще Шпренгером была показана принщшиальная возможность использования этих устройств для охлаждения и температурного разделения газового потока. В проведенных им экспериментах наблюдалось охлаждение воздуха на 2...7 К при расширении с давления 0,5 МПа при температуре 293 К до конечного давления 0,1 МПа. При этом максимальный эффект охлаждения достигался, когда через отверстие в торце полости выпускался нагретый воздух, расход кЬторого составлял около 20 % от расхода газа через сопло. Температура выходящего из полости воздуха составляла 320 К. Охлаждение сте- [c.18]

Как указывалось выше, уравнение (I. 15) можно интегрировать лишь при ограничительных условиях, налагаемых на его переменные. При постоянстве объема рабочей системы и ее температуры механическая работа, связанная с расширением или сжатием системы, очевидно, равна нулю и член W будет представлять любой другой вид полезной работы, которую могут совершить внутренние силы системы. Интегрирование уравнения (I. 15) при Т = onst и V = onst приводит к соотношению [c.26]

При адиабатическом и квазистатическом переходе системы из состояния В в состояние С система совершает работу над источником работы. Но количество работы, произведенной системой над источником работы при адиа(5атическом и квазистатическом увеличении объема от Уз до У2, по абсолютному значению меньше количества работы, затраченной при изотермическом и квазистатическом сжатии системы от объема Уз до объема У . (При [c.403]

Для закрытой системы, в которой совершается обратимый (круговой) равновесный процесс, теплота и работа взаимопревращаю-щиеся, строго пропорциональные в количественном отношении формы передачи внутренней энергии. Коща работа является только механичесмй раб< й расширения или сжатия системы, Wm/Q = = 9,869 10 л атм/Дж. Это значение является механическим эквивалентом работы. Если значения Wu и Q выразить в джоулях, то WjQ = 1 или Q-Wtt O. [c.119]

Если придать системе некоторое количество теплоты извне, причем объем системы останется постоянным, то сообщенная ей теплота пойдет только на увеличение внутренней энергии, которое выразится в повышении температуры, в изменениях агрегатного состояния, в химических превращениях и т. п. Если же объем системы может изменяться, то наряду с поглощением или выделением теплоты система может совершать механическую работу (расширение) или над ней мол ет совершаться работа (сжатие), причем сообщаемая системе 1Сплота расходуется на увеличение внутренней э[1ергии и не совершает работы расширения. Увеличение внутренней энергии системы в любом процессе равно количеству сообщаемой системе теплоты за вычетом совершенной системой работы. [c.84]

Для того чтобы извлечь пользу из уравнения (2.1.1), необходимо уметь выражать dq и diy через реальные характеристики системы. Сначала обсудим механическую работу и зададимся целью вывести выражение для d-w. Механическая работа включает работу, требуемую для сжатия газов, и работу, которую производят газы при расширеипи. Во многих химических реакциях участвуют или образуются газы, и степень протекания реакции зависит от работы, которую может совершить система. [c.65]

Экспериментально капиллярные волны измеряются как стоячие волны, и может показаться, что эта система является статической. Однако отдельные элементы жидкости в приповерхностном слое совершают почти круговое движение, а поверхность попеременно растягивается и сжимается. В результате этого даже в чистой жидкости наблюдается затухание волн. В растворах или на поверхностях, покрытых пленкой, в которых переходные состояния натяжения и сжатия поверхности сопровождаются значительными локальными изменениями поверхностного натяж ния л переносом вещества между поверхностными слоями, затухание значительно больше. Обзор новых работ по капиллярным волнам можно найти в статье Лукассена и Хансена [56]. Более детально метод капиллярных волн рассматривается в гл. III, здесь же отметим только, что по дисперсии коэффициента затухания (т. е. по изменению его с частотой) можно изучать поверхностные релаксационные процессы. [c.36]

Обычно говорят, что система обладает энергией, если она способна совершить некоторую работу. Эйнштейн показал, что полная энергия системы связана с ее массой. Однако в системах, рассматриваемых в настоящей книге, изменения энергии эквивалентны фактически ненаблюдаемым изменениям массы. Величина полной энергии системы неизвестна экспериментально можно определить только ее изменение, связанное с переходом системы из некоторого начального в некоторое конечное состояние. Энергия, которой обладает система в зависимости от ее положения в пространстве, состава или других параметров (нанример, энергия поднятого груза, энергия эндотермического соединения или сжатого газа), называется потенциальной энергией. Потенциальня энергия является произведением силы на расстояние. Энергия, связанная с движением системы, называется кинетической энергией. Кинетическая энергия равна произведению половины массы на квадрат скорости системы. Сила, сообщающая 1 г вещества скорость 1 см/сек, называется диной. Работа, совершаемая силой в 1 дину на пути 1 смг называется эргом. 1 дж равен 10 эрг или 1 вт-сек. [c.25]

В 0братим01м процессе система проходит через последовательный ряд состояний равновесия, Это можно иллюстрировать на примере расширения сжатого газа. Наибольшую работу подъема груза пр -< этом расширении можно получить, если его совершать обратимо, т. е. так, чтобы давление газа в каждый данный мо мент лишь на бесконечно малую величину превосходило давление самого груза. Тогда достаточно было бы лишь немного увеличить последнее, чтобы процесс стал протекать в обратном направлении. Чем больше мы будем отступать от этого условия, тем больше станет необратимость процесса и тем меньшей будет произведенная работа. В пределе, если просто выпускать сжатый газ без совершения работы, необратимость процесса будет наибольшей. [c.143]

Уравнение (11.32) является отправной точкой формальной термодинамической теории систем, находящихся во внутреннем равновесии. Однако это уравнение выражено не самым удобным образом для применения в физической химии. Действительно, до сих пор мы еще не принимали во внимание возможные изменения в химическом составе системы. Если система закрытая (т. е. если система це обменивается веществом с окружающей средой) и остается в химическом равновесии в течение целого ряда изменений, то уравнение (11.32) сохраняет свою справедливость, цоскольку энтропия не создается в результате внутренних необратимых процессов и не совершается никакой другой работы, кроме работы сжатия. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология