робоче тіло
Предметом технічної термодинаміки є головним чином вивчення процесів взаємного перетворення теплоти і роботи в різних теплових машинах. У теплових двигунах перетворення теплоти в роботу здійснюється за допомогою так званого робочого тіла. Робоче тіло - газоподібне, рідке або полум'яне речовина, за допомогою якого здійснюється перетворення будь-якої енергії при отриманні механічної роботи, холоду, теплоти.
Наприклад, в ДВС, а також в газотурбінних установках розглядаються процеси, в яких робочим тілом є газ. У парових двигунах робочим тілом є пар, легко переходить з пароподібного стану в рідке і, навпаки, з рідкого в пароподібний.
Фізичний стан тіла цілком визначається деякими величинами, котрі характеризують даний стан, які в термодинаміці називаються параметрами стану. Параметри стану взаємно пов'язані, і будь-які з них можна розглядати в якості основних, а інші - як похідні. У технічній термодинаміці в якості основних прийнято три параметра: питома обсяг, абсолютна температура і абсолютний тиск, які пов'язані між собою цілком певними математичними залежностями.
У д е л ь н и й о б ь е м. Питома обсяг v- це обсяг, яку він обіймав одиницею маси робочого тіла. Якщо V - повний об'єм, який займає робочим тілом в м 3, m - його маса в кг, то
Щільність тіла визначається як маса одиниці об'єму
Питома обсяг є величина, зворотна щільності, тобто
Т е м п е р а т у р а. Температура, характеризуючи ступінь нагретости тіла, являє собою міру середньої кінетичної енергії поступального руху його молекул, тобто температура характеризує середню інтенсивність руху молекул, і, чим більше ця середня швидкість руху молекул, тим вище температура тіла. Поняття температури не може бути застосоване до однієї або декількох молекул. Якщо два тіла з різними середніми кінетичними енергіями руху молекул привести в зіткнення, то тіло з більшою кінетичної енергією молекул / с більшою температурою / віддаватиме енергію тілу з меншою середньої кінетичної енергією молекул / с меншою температурою /, і цей процес буде протікати до тих пір , поки середні кінетичні енергії молекул обох тіл не зрівняються, тобто НЕ вирівняються температури обох тіл. Такий стан двох тіл називається тепловим рівновагою.
В техніці для вимірювання температур використовують різні властивості тел: розширення тіл від нагрівання в рідинних термометрах; зміна електричного опору провідника при нагріванні в термометрах опору; зміна електрорушійної сили в ланцюзі термопари при нагріванні або охолодженні її спаяний і ін.
Параметром стану робочого тіла є абсолютна температура. яка вимірюється в градусах Кельвіна / К /. Між температурами, вираженими в градусах Кельвіна і Цельсія, є такий зв'язок:
Абсолютна температура - величина завжди позитивна, тому що в даному випадку відлік температури ведеться за шкалою, яка характеризується тим, що нульова точка цієї шкали є наинизший термодинамічно можливу температуру. Ця точка називається абсолютним нулем.
Д а в л е н і е. Тиск з точки зору молекулярно-кінетичної теорії є середній результат ударів молекул газу, що знаходяться в безперервному хаотичному русі, об стінки судини, в якому укладено газ, і являє собою нормальну складову сили, що діє на одиницю поверхні .
Розрізняють абсолютне, надмірне, барометричний / атмосферний / і вакуумметрическое тиску. Термодінаміческімпараметром стану є тільки абсолютний тиск. Абсолютний тиск - це повний тиск, вироблене парою або газом.
Нехай до посудини, в якому знаходиться, наприклад, газ, приєднаний манометр / прилад для вимірювання тиску /. Коли тиск газу
Якщо абсолютний тиск Ра менше барометричного Рб. то величина Н. показує на скільки Ра менше Рб. називається розрідженням або вакуумом.
Надмірний тиск вимірюється манометром, а розрідження - вакуумметром.
Тиск в системі СІ вимірюється в паскалях: