Главная > Курс физики. Теплота и молекулярная физика (Яковлев В. Ф.)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 106. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПОТОКОВ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

Первое начало термодинамики, которое записывалось в виде уравнения

применимо для объектов, находящихся в относительном покое. Систему отсчета всегда можно выбрать так, чтобы фиксированный объем текущей среды находился в покое. В такой специально подобранной системе координат изменения состояния элементарного объема термодинамически описываются уравнением (106.1). Для движущихся объемов уравнение (106.1), оставаясь справедливым, уже не будет отражать всех сторон передачи и превращения энергии. Для более полного описания изменений в текущих средах следует учесть ряд обстоятельств, которые рассмотрены ниже.

Пусть течение среды происходит во внешних силовых полях с потенциалом , рассчитанным на единицу массы. Тогда при движении элементарного объема с массой следует учесть изменение внутренней энергии и, энергии движения — и потенциальной энергии

Изменение этой суммы происходит как вследствие макроскопических, так и микроскопических способов передачи энергии. В

свободном потоке макроскопический обмен энергии между элементарными объемами происходит вследствие работы перемещения и работы расширения:

Микроскопическая передача энергии в общем случае в потоке определяется также двумя составляющими:

первая из которых определяет количество передаваемой теплоты, вторая характеризует микрофизические процессы передачи и превращения энергии, отличные от тех процессов, которые определяются величиной В частности, может быть обусловлено вязкостью среды. Величину назовем субтеплотой, этим названием подчеркивается сходство слагаемых (106.4) как характеристик микрофизических процессов передачи и превращения энергии.

Из изложенного следует, что теплота и субтеплота в движущихся системах расходуются на изменение внутренней энергии, кинетической и потенциальной энергии, а также на совершение работ расширения и перемещения.

Это уравнение перепишем так, чтобы справа стоял полный дифференциал функции состояния элементарного объема системы:

Выражение (106.6) представляет собой запись закона сохранения энергии для элемента объема текучих сред. Величина

входящая в правую часть обобщенная энергия элементарного объема. Составляющая энергии имеет смысл потенциальной энергии: ее дифференциал связан как с работой расширения, так и с работой перемещения.

С введением энтальпии переписывается так:

Для идеального газа мольная теплоемкость при постоянном давлении):

Соотношение (106.6) в соответствии с (106.1) распадается на два уравнения:

Таким образом, при течении сред происходят процессы двух типов — тепловые и субтепловые. Эти две стороны процесса течения аналитически объединены тем, что изменение потенциальной функции влияет на них обеих. При неустановившемся изолированном потоке среды в отдельных элементарных объемах изменения энтропии могут быть как положительными, так и отрицательными; во всем же потоке энтропия с течением времени всегда увеличивается

1
Оглавление
email@scask.ru