Мир науки

Из определения термического КПД следует, что понятие об этой величину тесно связано с сущностью второго закона термодинамики. Вопрос максимальной части теплоты, которая может быть преобразована в механическую работу, можно решить с помощью цикла Карно.

Рассмотрим работу теплового поршневого двигателя. В цилиндре с подвижным поршнем находится рабочее тело - газ. От источника тепла, имеющего температуру Те выше температуры окружающей среды (это источник называют верхним, горячим источником или нагревателем)

Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность различных форм энергии, соотношение между изменением внутренней энергии системы, количеством подведенной теплоты и работой процесса, но он не позволяет решить вопрос о возможности протекания того или иного процесса, направление его развития и глубины протекания.

Первый закон термодинамики устанавливает связь между теплотой, изменением внутренней энергии и механической работой. При этом количество теплоты, подведенной к рабочему телу, зависит от способа подвода теплоты или характера термодинамического процесса. Выделяют следующие методы подвода теплоты к рабочему телу:

Для изучения процессов преобразования теплоты в работу в тепловых двигателях, кроме пяти параметров Р, v, Т, u и h введен еще один 6-ой термодинамический параметр - это энтропия s. Название энтропия идет от греческого слова tropos (преобразования).

С целью упрощения термодинамических расчетов уравнения первого закона термодинамики может быть выражено через однозначную функцию состояния, которую называют энтальпией или теплосодержания. Величину Pv, входящий в состав энтальпии, называют потенциальной энергией давления.

Первый закон термодинамики представляет собой частный случай общего закона сохранения и превращения энергии. Впервые закон сохранения и превращения энергии в четкой форме был установлен М.В. Ломоносовым.

В общем случае внутренней энергией называется совокупность всех видов энергий, которые входят в тела или системы тел. Эту энергию можно представить как сумму отдельных видов энергий:

- Кинетической энергии поступательного, вращательного и колебательного движения частиц;

Работа является количественной мерой передачи энергии одного тела другому путем механического (расширение, сжатие) или теплового (охлаждение, нагрев) воздействия. В технической термодинамике большое значение имеет работа, которую выполняет система при изменении объема.

Совокупность изменений состояния термодинамической системы при переходе из одного состояния в другое под воздействием окружающей среды называют термодинамическим процессом.

Состояние газа, при котором каждый из его параметров по всей массе имеет одинаково значение, называется равновесным состоянием.