Obraz (11)

na przesunięciu tłoka jest związane /c zmianą objętości układu Jeżeli przyjmiemy, że przesunięcie tłoka d.v jest nieskończenie małe, to ciśnienie w cylindrze jest stałe. Wówczas elementarna praca układu A L odpowiadająca przesunięciu Ax

ALmFAx»p-AAx    (6.34)

ale we wzorze tym A • Ax = A V

gdzie: A V przyrost objętości czynnika odpowiadający przesunięciu tłoka o A x.

Możemy więc napisać

AL-pAV U    (6.35)

Obliczona w ten sposób praca mechaniczna jest nazywana zcwnętr/ną lub absolutną. Umownie przyjmuje się. że jest ona dodatnia, gdy została wykonana przez układ, ujemna zaś. gdy została wykonana przez otoczenie, które w ten sposób doprowadza do układu pewną ilość energii.

Na skutek zmiany objętości zawartego w cylindrze gazu zmianie ulega jego ciśnienie. Zależność ciśnienia od chwilowego położenia tłoka, a więc od chwilowej objętości gazu, przedstawia rys. 6.1. Na wykresie tym wykonaną przez gaz pracę elementarną A L =p-A V przedstawia pole prostokąta o podstawie A V i wysokości p.

Jeżeli gaz rozpręża się od objętości początkowej P, (tzn. od ciśnienia p_v) do objętości końcowej V, (do ciśnienia p₂). kolejno osiągając stany określone krzywą 12. to całkowitą pracę wykonaną przez g3z stanowi suma prac

2

elementarnych XdL. Na wykresie pracę całkowitą przedstawia pole 1-2 P₃ - V_x - I, pod krzywą zmian 1-2. Pracę zewnętrzną (ahsolutną) określa następujący wzór

J    (6.36)

Praca ta jest dodatnia, gdy gaz się rozpręża, a ujemna, gdy następuje jego sprężanie

6.3.3. Praca techniczna

Oprócz pracy ułuolutnej w termodynamice posługujemy się pojęciem pracy technicznej. Pojęcie to jest niezbędne w przypadku rozpatrywania układu otwartego, w którym istnieje ciągły bądź okresowy dopływ i odpływ czynnika, połączony z wykonaniem pracy. Tego rodzaju przemiany termodynamiczne zachodzą np w cieplnych silnikach przepływowych i tłokowych.

Rozpatrzmy układ składający się z cylindra i tłoka (rys, 6.2). Dla uproszczenia zakładamy, że między tłokiem i cylindrem nic ma tarcia. Przestrzeń wewnętrzna cylindra jest połączona dwoma zaworami z dwoma innymi układami, w których panują ciśnienia /», i p.. Urządzenie takie może pracować jako silnik lub jako sprężarka.

114