21 Свободн е и свобод энтальпия. Связанная е. Их физич смысл и практическое применение.

При независимых переменных T,v характеристич функцией явл-ся разность F=u-Ts , введенная в т/д-ку Гельмгольцем и названная им свободной энергией. Дифференциал этой ф-ии имеет вид dF=-sdT-pdv. Дифференциал функциональной зависимости F=f(T,v),имеющий вид dF=(δF/δT)_νdT+(δF/δν)_Tdv, включает частные производные (δF/δT)_ν==-s; (δF/δν)_T=-p. Сл-но, своб Е явл-ся характеристической функцией при независимых переменных T и ν. По аналогии со свободной Е Дж. Гиббс ввел в т/д-у свободную энтальпию G=h-Ts=u+pv-Ts, называемую иногда т/д-ким потенциалом Гиббса. Дифференциал свободной энтальпии имеет вид dG=-sdT+vdp. Частные производные свободной энтальпии определяют соответсвующие т/д-ские параметры в виде (δG/δT)_p=-s; (δG/δp)_T=ν; свободная энтальпия явл-ся характеристической функцией при независимых переменных T и p.

23. При взаимодействии какого-л рода в сист одновременно изм-ся значения нескольких параметров состояния. Параметры состояния, обязательно изменяющиеся при наличии вд-ия данного рода и не изменяющиеся под влиянием взаимодействия иных родов, называются коорд тд-го состояния. Cуществует функц состояния, изменение кот (в равновесных процессах) однозначно связано с количеством Е, передаваемым в форме теплоты. Эта функция состояния была названа Клаузиусом энтропией. Энтропия явл-ся параметром состояния, выполняющим роль координаты термического состояния тд-ой системы. Другую важную для тд-го анализа группу величин, характеризующих состояние сист, составляют так называемые потенциалы тд-х вд-ий.

Потенц вд-я некот рода наз параметр состояния, различие значений кот между сист и окр ср на контрол пов-ти приводит к возникновению вд-ия данного рода, т.е. к передаче Е в данной форме м\у сист и окр ср. Потенциалами термодеформационной тд-ой сист явл-ся: для теплового вд-ия - термодинамическая т-ра, для деформационного механич вд-ия – давление.

25.Изменение полной Е системы

dE=(u_l + p₁ v₁ + w_l²/2 + gy₁) dm₁- (u₂ + p₂ v₂ + w₂²/2 + gy₂) dm₂ + dQ - dLT - dL, (2.34)

где v₁ =dV₁/dm₁, и v₂=dV₂/dm₂ – уд объемы рабочего тела во входном и выходном сечениях. ­

Уравнение. (2.34) применимо как для стационарных, так и для нестационарных про­цессов, происходящих в сист

. Процесс будет нестационарн, если поступление Е или массы раб тела за кажд промежуток врем не будет равно расходу Е и массы. В этом случ скорость изменения Е системы выразится как , (2.35)

где m₁, m₂ - массовые расходы раб тела на входе и выходе, кг/с; - поток подво­димой теплоты, Дж/с; - мощности, отводимые от системы, Дж/с.

В стационарном пр-се поступление массы раб тела и Е в сист равно их расходу, а объем системы постоянен:dE=0; dm₁=dm₂=dm; dV=0.

При этих условиях деление всех членов уравнения (2.34) на dm дает уд объемы v₁ = dV₁/dm и v₂= dV₂/dm и удельные количества q= dQ/dm и l_т= dL_T/dm, отнесенные к 1 кг рабочего тела, прошедшего через систему¹.С учетом полученных соотношений ур (2.34) получит вид (u₂+p₂v₂) - (u₁ +p₁v₁) = q - l_т - (w₂² /2-w₁²/2) -g(y₂-y₁).2.36

В уравнениях баланса Е раб тела в проточной системе (2.35), (2.36) обязательно присутствует сумма внутренней Е рабочего тела и работы ввода или выво­да. Эта сумма выражена ч\з параметры состояния и сама, т о, является функцией состояния.Функц состояния, равная сумме внутренней Е и произведения давления на объем рабочего тела, называется энтальпией h: h=u+pv. Сл-но Ур 1 зак тд-ки для конечного изменения состояния рабочего тела в проточной тд-ой сист мож представить в виде h = q -l_т - (w²/2) -(gy). в этом уравнении: h=h₂-h₁ - изменение уд энтальпии; (w²/2) = w₂²/2-w₁² - изменение уд кинетич Е; (gy) =gy₂-gy₁ – измен уд потенциаль Е рабочего тела.