Capacitatea fluidului de lucru și pentru a efectua de locuri de muncă și să intre în schimb de căldură atunci când schimbă volumul și în mod corespunzător entropie permite fluidului de lucru pentru a transforma fluxul de căldură în fluxul de produs în timpul își desfășoară activitatea, precum și pentru reconversiei - lucru în fluxul de căldură. Primul tip de transformare are loc în centrale termice (motor) instalații și vehicule electrice, a doua - în mașini și pompe de căldură, refrigerare și în procesele fricțiunii.
Prin urmare, studiul proprietăților de lucru ale corpului și capacitatea sa de a transforma fluxurile de energie - activitatea și fluxul de căldură - reciproc este o sarcină tehnică importantă a termodinamicii.
Dacă în cadrul sistemului termodinamic între părțile sale au un transfer de masă (amestecarea) și transferul de energie (în formele de muncă sau termică), respectiv, atunci când sistemul este în stare de repaus interne și externe, atunci un astfel de sistem se numește un echilibru. În cazul în care un sistem de non-echilibru izolate de mediul extern, va merge mai devreme sau mai târziu, în mod spontan la echilibru.
Acceptam, de asemenea că starea de echilibru se caracterizează și prin proprietăți uniforme în toate părțile sistemului și, prin urmare, determinat de numărul minim de parametri în comparație cu starea de non-echilibru. În particular, starea de echilibru a majorității corpurilor de lucru este determinată de doi parametri de stare. Parametrii rămași depind de primele două.
Parametrii de bază ai stării de echilibru
Starea de echilibru a unui sistem termodinamic este descrisă prin indicarea valorilor parametrilor de stare ai acestuia.
Parametrii stării sistemului termodinamic de echilibru sunt:
v, m3 / kg - volum specific;
t, o C este temperatura.
Acești primii trei parametri se numesc termici. Acestea pot fi măsurate direct, de exemplu, hidrometre, manometre, termometre. Următorul grup de parametri se numește parametrii de stare calorică. Ele sunt numite și funcții de stare, deoarece valorile lor din tabele sunt prezentate ca funcții ale parametrilor termici. Aceste valori tabulare sunt rezultatul unor studii complexe și costisitoare. Parametrii calorici sunt:
u, kJ / kg - energie internă specifică (pe kilogram);
h, kJ / kg este entalpia specifică;
s, kJ / kg / K este entropia specifică.
Presiunea gazelor și a vaporilor se măsoară cu manometre. Datorită caracteristicilor de proiectare ale manometrelor, este necesar să se facă distincția între presiunea absolută și presiunea excesivă. Presiunea exercitată de gaz pe pereții vasului se numește absolută. Cu toate acestea, manometrele nu măsoară presiunea absolută, ci diferența dintre presiunea atmosferică și cea absolută. Această diferență, adică măsurătorile directe ale manometrului sunt numite suprapresiuni. Pentru utilizare practică în producerea tabelelor de lucru proprietățile termodinamice ale corpului de lucru trebuie să fie capabil să traducă gabaritului (presiune manometrică) în presiunea efectivă a gazelor sau a vaporilor la pereții (presiune absolută).
Sunt acceptate următoarele denumiri:
pa (sau p) - presiunea absolută, exprimată de obicei în tabelele în kilopascali (kPa) sau megapascali (MPa), și uneori în baruri (bar);
ri - manometru (manometru) și această presiune cântare ecartament este de obicei exprimat în unități ale sistemului vechi, adică în kGs / cm2 (forță de kilogram pe centimetru pătrat);
B este barometric sau presiunea atmosferică, măsurată printr-un barometru, calibrată de obicei în mm Hg.
Calculul presiunii absolute se face prin formula
Pentru a utiliza această formulă, trebuie să puteți exprima kG / cm2 și mm Hg. în kPa sau MPa. În calculele aproximative (estimări) la presiuni scăzute este posibilă (pentru a simplifica și accelera calculul) să se presupună că
1 kGs / cm2 1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa,
În 1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa.
După cum sa menționat deja, în echilibru termodinamic este o stare de repaus toate părțile sistemului termodinamică de echilibru. Mai mult decât atât, pentru echilibrul termodinamic nu este suficient să se îndeplinească numai condițiile de echilibru mecanic. După cum arată experiența, așa-numitul generalizat. Legea zero a termodinamicii, starea de echilibru a sistemului termodinamic se realizează numai cu condiția suplimentară necesară - egalitatea temperaturilor fiecărei părți a sistemului. Și dacă sistemul nu este izolat de mediul extern, echilibrul termic este de asemenea necesară și echitatea sistemului și temperatura mediului ambiant.
Scala de temperatură care arată ce temperatură și cel mult mai mare a fost istoric definit pentru acest corpurile termometrice, ale căror proprietăți, de exemplu, volumul specific sau rezistența electrică schimbă uniform odată cu modificarea temperaturii. O scară de temperatură care nu depinde de natura corpului termometric este scara termodinamică a temperaturii. Scara termodinamică absolută a temperaturii este exprimată în kelvin și indicată de T. Relația dintre ea și scala de Celsius, notată cu t și măsurată la 0 C, are forma
Scala termodinamică a temperaturilor în kelvine este de asemenea absolută, deoarece în virtutea așa-numitei. din a treia lege a termodinamicii, sistemele de echilibru la T = 0 trebuie să fie într-o stare care este practic imposibil de atins.