Процесс - превращение - тепло
Cтраница 2
Однако наличия разности температур само по себе еще недлгта точно для осуществления процесса превращения тепла в работу; так, налр имер, если два тела - с разными температурами просто привести в соприкосновение, то тепло перейдет от горячего тела к холодному без совершения какой-либо полезной внешней работы. Чтобы устроить тепловой двигатель, непрерывно совершающий работу, нужно между телами разной температуры осуществить некоторый замкнутый процесс, или цикл, для чего потребуется еще одно тело. Это вспомогательное тело, совершающее во время работы теллового двигателя многократно повторяющийся круговой процесс, состоящий в случае двух источников тепла из чередующихся изотермических и адиабатических процессов, называется рабочим телом. На одном из участков кругового процесса рабочее тело расширяется, производя при этом положительную работу Lpacin за счет тепла, полученного от более нагретого тела ( которое поэтому назыьается теплоотдатчиком), и частично за счет своей внутренней энергии. На другом участке рабочее тело возвращается в исходное состояние, обусловливая тем самым непрерывность действия двигателя. Для возвращения рабочего тела в исходное состояние над ним должна быть совершена работа сжатия Lcm, одна часть которой передается рабочим телом менее нагретому телу ( теплопри-емнику) в виде тепла, а другая идет на восстановление начального значения внутренней энергии рабочего тела. Работа на последнем участке кругового процесса совершается за счет некоторой доли положительной работы, полученной на первом участке. [16]
Однако наличие разности температур е амо по себе еще недостаточно для осуществления процесса превращения тепла в работу; так, например, если два тела разной температуры просто привести в соприкосновение друг с другом, то тепло перейдет от горячего тела к холодному без совершения какой-либо работы. Чтобы осуществить тепловой двигатель, непрерывно производящий работу, нужно между телами разной температуры провести некоторый круговой процесс ( и притом по часовой стрелке), для чего потребуется еще одно тело. Это вспомогательное тело, совершающее зо время работы теплового двигателя многократно повторяющийся круговой процесс, называется рабочим телом. На одном из участков кругового процесса рабочее тело производит положительную работу за счет тепла, полученного от более нагретого тела, и частично за счет своей внутренней энергии. [17]
При определении полного количества механических воздействий рабочего тела полагаем, что в каждый момент процесса превращения тепла в работу все частицы рабочего вещества, составляющие тело в этот момент ( все действующие элементы рабочего тела), участвуют в общем элементарном процессе, образуя единое энергетическое целое. Другими словами, в каждый момент процесса тотальные механические воздействия рабочего тела, протекающие на границе тела, совершаются сопряженно с параллельно протекающими локальными механическими воздействиями. [18]
В соответствии с расширенными концепциями теплоты, работы и рабочего тела закон сохранения энергии для процессов превращения тепла в работу при переменной массе рабочего тела получает иное, более широкое физическое содержание. [19]
В соответствии с изложенным и с учетом данного выше анализа воздействия миграции теплоносителя для понятия теплоты, применительно к условиям процессов превращения тепла в работу, устанавливаем следующее расширенное определение. [20]
Отметим IB заключение, что теорема Карно и вытекающая из нее формула ( 3 - 6) для t t выражает специфику процессов превращения тепла в работу и является прямым следствием второго начала термодинамики; если бы последнее было несправедливо, то эта teo - рема не имела бы места. [21]
Наряду с этим, учитывая факт существования миграционной теплопередачи, можем констатировать, что классическая концепция теплоты не адекватна действительной теплопередаче в процессах превращения тепла в работу и что эта концепция при ортодоксальной ее реализации является своеобразным вето для развития термодинамического анализа реальных тепловых двигателей. [22]
Поскольку изменение термической энергии связано с переходом ее в форме тепла от одного тела к другому, можно сказать, что термодинамика-это наука, занимающаяся изучением процессов превращения тепла. [23]
Относительно приведенных формулировок прежде всего отметим, что все они исходят из общего учения о теплопередаче ( распространении тепла), в котором специфические особенности теплопередачи в процессах превращения тепла в работу не затрагиваются. [24]
Раз речь идет о превращении тепла в работу, значит, имеется по меньшей мере два тела: одно, которое отдает энергию в форме тепла и которое поэтому мы назовем теплоотдающим, и другое, которое получает энергию от первого тела в форме тепла, а отдает энергию в форме работы и которое поэтому мы назовем рабочим телом. Процесс превращения тепла в работу заключается, во-первых, в том, что в связи с теплоотдачей убывает внутренняя энергия теплоотдаю-щего тела и соответственно изменяется его термодинамическое состояние ( например, понижается температура), и, во-вторых, в том, что за счет работы, производимой рабочим телом, возрастает запас каких-либо видов энергии, присущей каким бы то ни было телам. [25]
 |
Термодинамическая схема процесса поясняющая одну из формулировок второго начала. [26] |
Смысл приведенной формулировки второго начала термодинамики заключается в том, что невозможен процесс превращения тепла Q в работу Л, если в итоге этого процесса состояние рабочего тела становится таким же каковым было в начале процесса. Тем не менее, как известно, процесс превращения тепла в работу и в природе, и в технике происходит весьма часто. Было бы ошибочным сказать, что он имеет меньшую распространенность, чем процесс превращения работы в тепло. Напротив, превращение тепла в работу в природе встречается столь же часто, как и переход работы в теплоту. На поверхности земного шара ветры, дожди, реки, водопады производят непрестанно работу за счет теплоты, которую доставляет Солнце. [27]
В наших последующих исследованиях, опубликованных в 1951, 1961 и 1966 гг., было продолжено развитие общей термодинамической теории процессов с миграцией теплоносителя. В результате этих исследований установлено, что процессы превращения тепла в работу с миграцией теплоносителя ( при переменной массе рабочего тела) сопровождаются совокупностью трех взаимосвязанных явлений ( явлений тепловой миграции): явления миграционной деформации, явления миграционной теплопередачи н явления квазиконтактной теплопередачи. [28]
Построенное на указанных концепциях классическое учение о превращении тепла в работу образует единую строго логическую стройную теорию. Однако ограниченность этих концепций, вызывающая исключение ряда реальных факторов процессов превращения тепла в работу из рассмотрения, делает необходимым создание термодинамической теории современных тепломеханических систем, основанной на иных концепциях и на другой модели теплового двигателя. [29]
С точки зрения первого закона термодинамики не существует ограничений для превращения получаемого рабочим телом тепла в работу. Но опыт показывает, что требований, предъявляемых первым законом термодинамики к процессам превращения тепла в работу, в циклически работающих двигателях недостаточно. [30]
Страницы: 1 2 3