Тепло и работа

Рис. 1.13. Тепло и работа в , Г-диаграмме для реального газа а и б — изотермическое сжатие з и г — адиабатическое сжатие

К важнейшим производным единицам относятся ньютон (единица силы), джоуль (единица количества тепла и работы), ватт (единица энергии), паскаль (единица давления), герц (единица частоты) кроме того, имеется ряд электрических единиц, например, кулон (заряд), фарада (емкость), генри (индуктивность), вольт (потенциал) и вебер (магнитный поток). [c.585]

Рис, 1.12. Тепло и работа в 5, Г-диаграмме для идеального газа [c.31]

Для реального газа зависимость между суммарно отводимым теплом и работой, затрачиваемой в цикле компрессора, определяется уравнением [c.32]

Геометрическое сопло, т. е. известное сопло Лаваля, представляет собой канал, в котором только за счет придания ему соответствующей формы можно осуществить переход от дозвуковой скорости к сверхзвуковой. В этом частном случае чисто геометрического воздействия на поток йР Ф 0) отсутствуют прочие воздействия, т. е. не меняется расход газа ( 0 = 0), пет обмена теплом и работой с внешней средой (й вар = 0, .= 0) и нет трения. ( Ь,р = 0). - [c.203]

Обозначения порций тепла и работы Ьд и бЛ подчеркивают отличие свойств этих величин от свойств внутренней энергии, так как эти бесконечно малые количества не являются полными дифференциалами. Внутренняя энергия характеризует состояние системы, и ее изменение не зависит от характера процессов, переводящих систему из одного состояния в другое. [c.15]

В отличие от внутренней энергии понятия теплоты и работы относятся не к системе, а к процессам. Это видно хотя бы из того, что могут быть процессы и без работы , и без тепла . Тепло и работа проявляются только при протекании процессов, т. е. при изменениях состояния они являются лишь формами передачи энергии, а не самой энергией. Именно поэтому не имеет смысла говорить о запасе тепла или о запасе работы . Вместе с тем правильным будет, например, утверждение, что тело при данном процессе совершило определенную работу или получило определенное количество тепла. [c.15]

При химических реакциях происходят изменения внутренней энергии, которые обусловлены переходами электронов от одних веществ к другим или вообще изменением состояния электронов в атомах реагирующих веществ. Такие изменения внутренней энергии проявляются в виде выделения или поглощения тепла. Из первого закона термодинамики вытекает важнейшее свойство внутренней энергии — ее изменение не зависит от характера и пути процесса, переводящего систему из одного состояния в другое. Чтобы это доказать, рассмотрим круговой процесс или цикл, в котором система переходит сначала из состояния 1 в состояние 2 по пути I, а затем возвращается в то же самое исходное состояние по любому другому пути П (рис. 1.1). Очевидно, при таком цикле в системе не произошло никаких изменений, ее внутренняя энергия осталась постоянной и, следовательно, AU=0. Поэтому из уравнения (1.1) вытекает, что алгебраическая сумма всех затраченных и полученных в цикле системой количеств тепла и работы должна быть равна нулю, т. е. Ai/=S<7—2Л = 0. В противном случае единственным результатом цикла было бы создание или уничтожение энергии, что противоречило бы закону сохранения энергии. Таким образом, поскольку при за- [c.16]

Рассмотренные случаи показывают, что и тепло, и работа зависят от характера процесса, от его пути . Мы видим, что могут быть даже процессы без работы или без тепла (изохорический и адиабатический). В противоположность внутренней энергии, как это было показано выше, тепло и работа не яв/ яются функциями состояния и их бесконечно малые порции не являются полными дифференциалами и поэтому они обозначаются как bq и бЛ в отличие от dU. Таким образом, для [c.21]

В зависимости от характера процесса сопровождающее его изменение внутренней энергии может по-разному распределяться между теплом и работой. Например, при расширении газа в пустоту работа равна нулю. [c.11]

Тепло и работа не являются функциями состояния и зависят от пути процесса. Их бесконечно малые порции не являются полными дифференциалами какой-либо функции и в отличие от внутренней энергии обозначаются б<7 и бЛ. Вообще q n А характеризуют процессы, а не состояния и представляют собой формы передачи энергии, а не саму энергию. [c.11]

При химических реакциях изменяется состояние электронов в атомах и молекулах реагирующих веществ, разрываются старые химические связи и возникают новые, поэтому происходит изменение внутренней энергии системы, Из первого закона термодинамики следует, что это изменение должно проявляться в виде тепла и работы. [c.24]

Отношение Q/T называется приведенным теплом. Следует напомнить, что использованное в уравнении (П.5) вырал ение для изотермической работы расширения идеального газа справедливо только в том случае, если этот процесс происходит в условиях равновесия, так как при выводе уравнения (1.9) принималось, что во всех промежуточных состояниях выполняется равенство pV=nRT. Поэтому уравнение (II.5) справедливо лишь для обратимого расширения идеального газа. Энтропия в отличие от тепла и работы является функцией состояния и поэтому ее изменение Д5 не зависит от характера процесса, переводящего систему из данного начального состояния в данное конечное. Б силу меньшей эффективности необратимых процессов алгебраическая сумма приведенных теплот будет меньше, чем в обратимых, и не будет равна Д5, Поэтому для необратимых процессов [c.42]

Согласно первому закону термодинамики энергия не исчезает и не рождается, она только превращается и одного видя в другой, причем в строго эквивалентных количествах. Но первое начало термодинамики не определяет ни направления протекания тепловых процессов, ни условий превращения тепла в работу. Несмотря на эквивалентность тепла и работы, процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая энергия может быть полностью превращена в теплоту, например, путем трения, однако, полностью превратить теплоту в механическую энергию нельзя. [c.49]

ТОЙ, а не закрытой, как при циклических процессах) происходит не только в виде тепла и работы, но и энтальпией с потоком рабочего тела. [c.16]

Суть первого закона термодинамики заключается в том, что тела могут обмениваться между собой энергией в виде тепла и работы, при этом энергия не исчезает и не возникает ниоткуда. Отсюда видно, что этот закон представляет собой одну из форм закона сохранения энергии. [c.6]

В пределах пограничного слоя у поверхности скорость падает благодаря действию трения и кинетическая энергия превращается в тепловую. Этот процесс, однако, связан с обменом тепла и работой между различными слоями газа, даже в том случае, когда твердая поверхность не обменивается теплом с омывающим газом. Поэтому температура газового слоя у поверхности твердого тела, обладающего кулевой скоростью, может быть либо выше, либо ниже температуры торможения потока. Если твердую поверхность не нагревать, например тепловыми лучами, и не охлаждать, например путем отвода тепла от поверхности внутрь твердого тела, то стенка приобретает ту же температуру, что и газ. [c.330]

Свойства вещества в равновесном состоянии могут быть рассмотрены с двух точек зрения макроскопической и микроскопической. С макроскопической точки зрения, представляемой термодинамикой, поведение большого числа молекул характеризуется давлением, объемом, температурой, составом, а также обменом теплом и работой. Соотношения между различными типами равновесных измерений, выведенные в термодинамике, не основаны на какой-либо теории строения вещества или механизмах, в соответствии с которыми происходят изменения. [c.519]

Цикл изменения состояний системы частично необратим и состоит из одной изотермы, двух адиабат и неравновесной ветви, по которой согласно начальному условию к системе тепло не подводится. Единственная стадия цикла, в которой системе обеспечен теплообмен с внешней средой, это изотерма 3 — 4. Пусть энергообмен системы с внешним источником по изотерме 3 — 4 выражается некоторым количеством тепла Q. Изменение внутренней энергии системы, совершившей цикл и вернувшейся. в исходное состояние, равно нулю, и поэтому уравнение первого закона для цикла является выражением принципа эквивалентности тепла и работы [c.22]

Поскольку внутренняя энергия является функцией состояния, ее изменение не зависит от пути перехода системы из одного равновесного состояния в другое. Количество тепла и работа, напротив, не являются функциями состояния, поэтому их значения зависят от характера процесса. [c.148]

Если считать, что для двигателей с самовоспламенением и зажиганием значения относительного к. и. д. одинаковы, то индикаторный к. п. д. двигателя с самовоспламенением от сжатия должен быть больше, чем у двигателя с зажиганием, поскольку величина r t двигателя с самовоспламенением выше, чем у двигателя с зажиганием. Благодаря высокой величине индикаторного к. п. д. двигатель с самовоспламенением лучше использует тепло и работает с меньшим удельным расходом топлива, чем двигатель с зажиганием. [c.14]

Основатель термодинамики С. Карно придерживался теории теплорода только в последние годы своей жизни (он умер в 1832 г.) Карно убедился в ошибочности этой теории и первым дал отчетливую, ясную формулировку принципа эквивалентности тепла и работы. Но эти записки его были опубликованы лишь спустя несколько десятилетий после его смерти. [c.46]

Теплота и работа являются неравноценными формами передачи энергии. Они неравноценны прежде всего потому, что работа может быть непосредственно направлена на пополнение запасла любого вида энергии (например, потенциальной энергии тяжести, электрической, магнитной энергии и т. д.), теплота же непосредственно, т. е. без промежуточного преобразования в работу, может быть направлена на пополнение запаса только внутренней энергии тел. Неравноценность теплоты и работы в указанном смысле является следствием самого определения этих понятий. Конечно, эта неравноценность тепла и работы была бы несущественна, если бы можно было без каких бы то ни было осложнений превращать теплоту в работу. Но по второму началу термодинамики некомпенсированный переход тепла в работу невозможен. Тащи образом, принципиальная важность разграничения передачи энергии на две неравноценные друг другу формы — тепло и работу — и истинная роль этих понятий в термодинамике становятся ясными только на базе второго начала. [c.52]

Элемент тепла 8Q и элемент работы б Л вообще не является дифференциалами, так как величины Q и Л зависят от пути процесса и, следовательно, не являются функциями состояния. Однако при некоторых ограничительных условиях, например в случае изотермических процессов, зависимость тепла и работы от пути процесса отпадает и тогда элементы тепла и работы 8Qi и 8Л< могут рассматриваться как частные дифференциалы. [c.69]

Для правильного понимания дальнейшего развития термодинамики растворов важно обратить внимание на то, что заключение об аддитивности и, S VI Z остается справедливым еще в одном весьма важном случае. А именно воспроизведенное выше рассуждение, что i-й компонент может быть без затраты тепла и работы изолирован от других компонентов, справедливо для раствора не только тогда, когда взаимодействие между молекулами растворенных веществ пренебрежимо мало. Все это рассуждение будет справедливо и тогда, когда взаимодействие между молекулами растворенного вещества является интенсивным (в связи, например, с большой концентрацией растворенного вещества), но когда это взаимодействие количественно не отличается от взаимодействия молекул растворенных веществ со средой растворителя. В этом случае выдвижение сосуда В из сосуда А опять-таки не потребовало бы затраты тепла или работы, так как разрьш сил связи между молекулами i-ro компонента в точности компенсировался бы заменой этих сил связи тождественными по условию силами связи между молекулами i-ro компонента и теми молекулами растворителя, которые при перемещении В и А занимают места, ранее принадлежавшие молекулам [c.256]

Цеолиты с ионами редкоземельных элементов в количестве 10-20% вводят в аморфную матрицу, состоящую из АСК. Матрица должна иметь развитую систему пор, которые обеспечивают доступ к активным центрам цеолита, находящимся внутри частиц. По отношению к крекируемому сырью матрица практически инертна активность ЦСК обусловлена в основном наличием цеолита. Промышленные катализаторы выполняют некоторые дополнительные функции. Так как отлагающийся на катализаторе кокс удаляют выжиганием в регенераторе, а потребность реактора в тепле покрывают за счет горячего катализатора, поступающего из регенератора, то желательно накапливать на катализаторе такое количество кокса, которого было бы достаточно для полного обеспечения процесса теплом, и работать с замкнутым тепловым балансом. Кроме того при выжиге кокса желательно получать СО2, а не СО, так как при этом выделяется больше тепла, отпадает необходимость последующего доокисления дымовых газов для обезвреживания их от СО. Поэтому в катализатор вводят небольшое количество благородных металлов для придания ему способности ковертировать СО в СО2 на стадии регенерации. [c.116]

Докажем, что внутренняя энергия является функцией состояния. Пусть при переходе системы из первого состояния во второе по одному пути изменение внутренней энергии равно ДУд, а по другому пути — А[Ув, т. е. предположим вначале, что изменение внутренней энергии зависит от пути процесса. Если величины АС/а н А Ув различны, то, изолируя систему и перёходя из состояния / в состояние 2 одним путчем, а затем обратно из состояния 2 в состояние 1 другим путем, получали бы выигрыш или потерю энергии Д(7в — А /а- Но по условию система изолированная, т. е. она не обменивается теплом и работой с окружающей средой и запас ее энергии согласно первому началу термодинамики должен быть постоянным. Таким образом, сделанное предположение ошибочно. Изменение внутренней энергии при переходе системы из состояния 1 в состояние 2 не зависит от пути процесса, т. е. внутренняя энергия является функцией состояния. [c.86]

Количество тепла, полученного стенками цилиндра, больше тепла, отведенного от газа, на величину работы трения поршня, причем тепло и работа учитываются только на части хода поршня, на которой осущесг-вляется исследуемый процесс. [c.27]

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]

Как следует из рис. 1.21,6 и в, в идеа.тьном цикле трансформации тепла удельные количества тепла и работы, отнесенные к 1 кг рабочего агента, определяются следуюп1нми величинами [c.33]

Суммарные значения потоков энергии в форме тепла и работы I, которыми ма-игана обменивается через контрольную поверхность, равны изменению энтальпии рабочего тела г, кинетической с 12 и потенциальной gh энергии. [c.71]

Энергетический баланс, широка применяемый в настоящее время в теплотехнических расчетах,базирующийся на первом начале термодинамики, т.е. понятии эквивалентности тепла и работы дает возможность лишь количественно оценить проходящие через установку тепловые потоки и значения энергетических коэффициентов полезного действия (к.п.д). ье позволяющих,однако,в полной мере оценить тепловые по -тенциалы нефтепродуктов и качество процессов теплопотребления при нефтепереработке. [c.37]

Снижение температуры контакта приводит также к умепь-шепию затрат тепла иа работу блока регеиерации, так как уменьшается количество воды, извлекаемой из газа. В целом влияние снижения температуры контакта близко к влиянию повышения давления на показатели установки осушки газа и объем циркулирующего в системе осушителя. [c.71]

Как было отмечено в примечании к стр. 29 настоящей книги, энергия, передаипая системе и виде тепла и работы, не содержится в системе в виде отдельны.х видов энергии, а расходуется на увеличение внутренней энергии системы,- Прим. перев. [c.232]

В механике различают четыре формы передачи энергии тяга, удар, волновая передача и конвекция. Для термодинамики эта механическая классификация форм передачи энергии совершенно несущественна. В термодинамике мы должны расчленять передаваемую энергию на две частй на тепло и работу. Работа — это в обобщенном термодинамическом понимании любая макрофизическая форма передачи энергии, тогда как теплота представляет собой совокупность микрофизических процессов передачи энергии. [c.40]

С указанным пониманием трла и работы связана шестая формулировка первого начала сумма тепла и работы не зависит от пути процесса. [c.40]

В обстоятельной книге Герцфельда Кинетическая теория материи (русский перевод 1935 г., стр. 159—161) формула (2.3) освещена так, что у читателя создается ошибочное впечатление, будто она дает универсальные выражения для элементов тепла и работы, пригодные не только при изотермическом изменении состояния, но вообще при каком угодно изменении состояния. В действительности, например, при адиабатном процессе, когда Q = О, сумма IiNidBi не равна нулю и, стало быть, не означает элемента тепла. При адиабатном процессе указанная сумма в простейших случаях определяет прирост молекулярно-кинетической энергии, но и это не всегда имеет место, так как, например, при воздействии на молекулярное поле перераспределение молекул по фазовым ячейкам приводит к изменению не только молекулярно-кинетической, но также и молекулярно-потенциальной энергии. Упомянутое освещение формулы (2.3) не приводит Герцфельда к ошибочным выводам потому, о в последующем он рассматривает только изотермические приложения формулы. [c.50]

Мы уже отмечали (см. стр. 40) качественное и принципиально важное различие понятий тепла и работы. Там же говорилось о несущественной для решения термодинамических задач механической классификации форм передачи энергии. Здесь отметим лишь, что в тяге трение может служить причиной передачи энергии частично в форме тепла. В случае удара макрофизи-ческих тел аналогичную роль играет несовершенная упругость тел. Передача энергии при Хаотическом соударении молекул, конечно, целиком попадает под понятие тепла. Под конвекцией, в широком смысле этого слова, подразумевают перенос веществом любого вида энергии. Если конвекция каких-либо видов энергии (но только не внутренней энергии) производится перемещением тел, достаточно крупных, чтобы имелась возможность регулировать их движение, то этот процесс попадает под понятие работы. Например, перемещение наэлектризованного тела из одной системы наэлектризованных тел в другую, аналогичное перемещение намагниченного тела и т. д. Но если конвекция при отсутствии внешних сил протекает стихийно, как, например, в случае диффузии заряженных или намагниченных коллоидных частиц, то это есть перенос тепла. Внутренняя энергия тела является единственным видом энергии, имеющим статистическую основу, поэтому конвекция внутренней энергии всегда должна рассматриваться как перенос тепла. Радиоволны представляют собой пример передачи энергии в форме работы, производимой отправительной станцией и направленной на возбуждение электрических токов в антенне приемной станции. Кванты света представляют собой пример передачи энергии в форме тепла. [c.52]

Мы должны представить себе, что система, находящаяся в каком-либо неравновесном состоянии (и в связи с этим физически или химически неоднородная), разбита на весьма большое число элементарно малых участков, настолько малых, что неоднородностью в пределах каждого участка можно пренебречь, но с молекулярной точки зрения еще достаточно больших, чтобы понятия температуры и тепла сохраняли для этих участков свой смысл. Иначе говоря, мы как бы заменяем рассматриваемую систему совокупностью большого числа весьма малых тел, находящихся в равновесных состояниях и подобранных таким образом, чтобы каждое из них возможно ближе подходило к состоянию соответствующего участка изучаемой неравновесной системы. Если бы мы термически и олировали друг от друга все эти элементарные тела (участки системы), то, таким образом, любое неравновесное состояние могло бы быть представлено нами как бесконечно близкое к нему равновесное состояние совокупности указанных элементарных тел. Равновесный процесс для такой совокупности элементарных тел, разобщенных в отношении тепла и работы, мы будем называть квазиравновесным процессом системы, которую эта совокупность элементарных тел заменяет. [c.103]

В настоящее время, как известно, первое начало термодинамики имеет шесть различных формулировок [18]. Остановимся на одной из них, по своей значимости вполне эквивалентной остальным. В этой формулировке говорится о том, что сумма тепла и работы не зависит от пути процесса. В ней сразу видно близкое соответствие данного положения закону Гесса, гласящему, что тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса. Действительно, согласно общеизвестному определению, тепловой эффект как раз и представляет собою 1) или теплоту, выделенную системой при постоянном объеме ((2,), когда работа равна нулю, 2) или теплоту, выделенную системой при постоянцом давлении, когда тецлдвой эффект состоит из топ-йоты, выделенной при постоянном объеме плюс работа системы, то, что ныне обозначается, как QJ или ЛЛ. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология