CCF20091206009

1 1 1 1 1 1 1 1		"\	b)
1		i	i			\ \
łe/-		i i	1 1			1 —1 ,j L
o—i—		i i i	i i			i 1
		)	V	_		i ./

Rys. 2.2. Sposoby doprowadzania i odprowadzania energii

Maszyna cieplna pobierająca energię chemiczną, elektryczną itp i wykonująca w sposób ciągły dodatnią pracę nazywa się silnikiem Maszynę napędzaną silnikiem (np. pompę, sprężarkę) nazywamy maszy ną roboczą.

Doprowadzenie energii za pomocą strugi czynnika ma duże znaczę nie w technice cieplnej (np. do turbiny parowej dostarcza się energię z i pomocą strugi pary).

W sporządzeniu bilansu energii pomaga nam zależność wynikająca z zasady zachowania energii

AE_u = E_u2-E_ul    (2.2)

w której: E_ul — energia początkowa układu,

E_u2 — energia końcowa układu.

Jeżeli układ termodynamiczny znajduje się w stanie ustalonym, tzn. wszystkie opisujące go parametry stanu są niezmienne w czasie, to energia doprowadzona do układu równa się energii odprowadzonej

E_d = E_W; AE_U = 0    (2.3)

Energia układu odosobnionego, tj. układu odizolowanego od otoczenia i nie wymieniającego z nim energii (E_d = E_w = 0), jest niezmienna

E_u2 = E_ul; AE_U = 0    (2.4)

} 2. Pierwsza zasada termodynamiki dla układów zamkniętych

• (kldziaływanie energetyczne między zamkniętym układem termodynamicznym a jego otoczeniem może przyjmować dwie formy — tzn. i nrrgia może być wymieniana w postaci ciepła i pracy. W rezultacie tych oddziaływań ulega zmianie energia układu.

Weźmy pod uwagę układ zamknięty, który _w czasie przemiany nie /mienia swojej energii kinetycznej i potencjalnej. W takiej sytuacji /miana energii całkowitej układu zgodnie ze wzorem (1.1) będzie równa mianie jego energii wewnętrznej.

Zasada zachownia energii dla takiego układu ma postać

AU = Q-L    (2.5)

udzie: AU — zmiana energii wewnętrznej układu,

<2 — ciepło doprowadzone do układu,

L — praca wykonana przez układ.

Równanie (2.5) jest matematycznym zapisem pierwszej zasady lormodynamiki, słusznej dla dowolnej przemiany termodynamicznej /uchodzącej w układzie zamkniętym.

Pierwsza zasada termodynamiki stwierdza, że w zamkniętym układzie termodynamicznym, który nie zmienia swej energii kinetycznej i potencjalnej, zmiana energii wewnętrznej jest równa sumie algebraicznej pracy oraz elepią wymienianego z otoczeniem.

Przegrupowując wyrazy w równaniu (2.5), można otrzymać następującą jego postać

L = Q-AU    (2.6)

/ której wynika, że wykonanie pracy wymaga dostarczenia do układu ciepła z otoczenia albo zmniejszenia energii wewnętrznej układu. ()znacza to, że praca nie może być wykonana z niczego.

Od setek lat podejmowano próby skonstruowania urządzenia, które wykonywałoby pracę nie będąc zasilane energią dostarczaną z zewnątrz. Urządzenie takie nazwano perpetuum mobile pierwszego rodzaju. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki nie jest ono możliwe do zrealizowania. Pomimo to do dziś domorośli konstruktorzy przesyłają do urzędów patentowych liczne projekty „perpetuum mobile”. Eksperci na ogół z łatwością wykazują, iż każdy z nich zawiera jakiś błąd rysun-

I Termodynamika techniczna 33