Уравнение энергии

Для его получения используем ту же упрощенную схему, что и для уравнений движения газа: будем рассматривать изменение внутренней энергии фиксированной массы газа за короткий промежуток времени . Так как по сделанным допущениям в веществе отсутствует теплопроводность, вязкость и источники (стоки) энергии, то это изменение вызывается лишь работой сил давления на гранях куба при его сжатии или расширении. Работа давления, связанная с движением граней объема вдоль оси , очевидно, равна

,

где слагаемые в скобках можно, отбрасывая члены второго порядка малости, переписать через производную и получить

.

Здесь – среднее давление в элементарном объеме. Аналогично

,

.

Полная работа, совершенная над газом за время , есть

.

Она равна изменению внутренней энергии объема, т.е.

,

- удельная внутренняя энергия. Приравняв оба выражения для и устремив к нулю , окончательно получим

, (14)

где - полная (субстанциональная) производная внутренней энергии по времени. Заметим, что с помощью новых уравнений (14) приводится, подобно (4), к дивергентному виду

. (15)

Слева в (15) стоит производная от полной (внутренней и кинетической) энергии газа в данной точке пространства. Так как термодинамические свойства вещества предполагаются известными, то - известная функция уже введенных величин и , и уравнение (14) либо (15) дает недостающую связь для определения искомых газодинамических величин.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: