2015-07-02
940
Историческое развитие термодинамики связано с именами выдающихся учёных, таких, как Ломоносов, который сформулировал закон сохранения энергии. Этот закон позволил получить первое начало термодинамики, создателями которого считаются Майер, Джоуль, Гельмгольц, и другие. Открытие второго начала термодинамики, указывающего направленность термодинамических процессов, связано с такими именами, как Карно, Томсон, Больцман и другими.
Термодинамика является наукой, в которой изучаются энергия и законы превращения её из одних видов в другие. Раздел этой науки, в котором рассматриваются взаимопревращения тепловой и механической энергии, называется технической термодинамикой. Техническая термодинамика ограничивается рассмотрением преимущественно тех частей общей термодинамики, которые необходимы для изучения основных принципов работы тепловых машин и теплообменных аппаратов как в идеальных, так и реальных условиях. Наиболее подробно в технической термодинамике изучается превращение тепла в механическую работу.
Теплота и работа представляют собой различные формы движения материи, причём теплота является результатом молекулярного и внутримолекулярного хаотического движения частиц материи, а работа предполагает наличие направленного движения тела, происходящего под действием внешних сил. Работа, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.
Тепловое движение ― это особая форма движения материи, качественно отличная от обычного механического движения, при котором все части тела движутся упорядоченно, а теплота ― форма теплового движения.
В Международной системе единиц СИ единицей работы является Джоуль, а мощности ― Ватт. Ещё применяются внесистемные единицы. Соотношения между ними будут следующие:
Работа, энергия…………………….1 кгс·м=9,80665 Дж
Мощность…………………………..1 кгс·м/с=9,80665 Вт.
Основой термодинамики как науки являются два закона, полученных на основе опыта. Это первый и второй законы термодинамики. Первый устанавливает количественную меру при переходе одного вида энергии в другой и является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии. Второй имеет более ограниченный характер и применим к телам, которые имеют конечные размеры, но состоят из большого числа атомов и молекул. Второй закон термодинамики устанавливает направление тепловых процессов, протекающих в природе, и условия преобразования теплоты в работу.
Применяя основные законы, техническая термодинамика исследует процессы, протекающие в тепловых двигателях, и устанавливают наиболее экономичные условия их работы.
Одним из основных в технической термодинамике является понятие о термодинамической системе, представляющей собой совокупность тел, находящихся во взаимодействии как между собой, так и с окружающей средой. Простым примером термодинамической системы может служить газ, расширяющийся или сжимающийся в цилиндре с движущимся поршнем.
