1.4. Теплота и работа

При протекании термодинамического процесса тела, участвующие в нем обмениваются между собой энергией. В результате энергия одних тел уменьшается, других увеличивается.

Передача энергии может быть осуществлена двумя способами:

1. Передача энергии в форме теплоты (реализуется при непосредственном контакте тел, имеющих разную температуру. Энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому. Количество переданной энергии – теплота Q или удельная теплота q );

2. Передача энергии в форме работы (для передачи энергии тело должно передвигаться в силовом поле или изменять свой объем под действием внешнего давления. Количество переданной энергии – работа L или удельная работа l ).

В общем случае передача энергии в форме теплоты и работы может происходить одновременно. Количество теплоты и работы зависит от характера термодинамического процесса.

И теплота, и работа есть формы передачи движения от одних тел к другим, однако работа – макрофизическая форма передачи энергии, а теплота – микрофизическая, поскольку связана с передачей энергии на молекулярном уровне без видимого движения тел. Количество теплоты и работы есть мера энергии, переданной в форме теплоты и работы. Оба параметра зависят от характера процесса, а не определяются только его конечным и начальным состояниями.

1.5. Термодинамическое равновесие

Термодинамическое равновесие – когда состояние всех тел в системе длительное время не изменяется.

При термодинамическом равновесии передача теплоты от одних тел другим и механическое перемещение тел относительно друг друга невозможно, т.е. имеет место тепловое и механическое равновесие. При этом температура и давление системы равны температуре и давлению окружающей среды.

Без внешнего влияния выйти из состояния равновесия невозможно.

Контрольные вопросы

Какую взаимосвязь устанавливает техническая термодинамика?
На каких законах основывается термодинамика?
Какими параметрами характеризуется термодинамическое состояние системы и каково их содержание?
Что называется термодинамической системой?
Дать определение гомогенной и гетерогенной систем.
Что представляет собой термодинамический процесс, и каким он бывает?
В чем различие между абсолютным и (избыточным) давлением?
Как определяется высота столба жидкости для измерения давления?
Какие температурные шкалы приняты в России?
Что называется абсолютной температурой?
Определение удельного объема и плотности газа.
Какова связь между интенсивными параметрами состояния?
Что отображает уравнение состояния идеальных газов в пространстве?
Какими диаграммами изображается состояние вещества согласно термодинамической поверхности?
Зачем вводится в техническую термодинамику понятие об идеальном газе?
Характеристическое уравнение состояния для идеального газа?
На каких законах основан вывод уравнения состояния Клапейрона?
Размерность всех величин, входящих в уравнение Клапейрона?
Что называется молем (киломолем) газа?
На каких законах основан вывод уравнения Д.И. Менделеева?

Задача

Вычислить массу кислорода в баллоне объемом V=0,08 м³, находящемся при температуре t=27С. Давление газа по манометру p_изб=1200 кПа, атмосферное давление по барометру 765 мм.рт.ст. при 25С.

Решение:

Приведем все заданные параметры к необходимым для подстановки в уравнение состояния единицам измерения.

воспользуемся уравнением .

При измерении давления высотой столба жидкости необходимо учитывать измерение плотности жидкости в приборе в зависимости от температуры. При отклонении температуры жидкости в приборе от 0С следует ввести поправку. Для ртути можно использовать зависимость