F-Rodz pracy mech
Jest to praca przekazana przez czynnik termodynamiczny na wewnętrzną stronę denka tłoka. Podczas beztarciowej przemiany kwazystatycznej praca przekazana otoczeniu przez czynnik termodynamiczny jest równa pracy bezwzględnej.
Przy pot = 0 jest
(1)
(2)
(3)
Znak pracy bezwzględnej zależy od znaku dV. Praca ekspansji jest dodatnia, ponieważ , natomiast praca kompresji (praca wykonana nad układem) jest ujemna.
Jest to praca bezwzględna pomniejszona o stratę pracy spowodowaną tarciem wewnątrz układu i tarciem tłoka o gładź cylindra. Zewnętrzna praca bezwzględna może być odebrana przez otoczenie z zewnętrznej powierzchni denka tłoka.
(4)
W równaniu (4) iloczyn pdV jest pracą, jaka byłaby przekazana otoczeniu, gdyby przemiana odbywała się bez tarcia, natomiast jest ubytkiem pracy spowodowanym tarciem.
Jest to zewnętrzna praca bezwzględna pomniejszona o pracę kompresji otoczenia.
Warunek równowagi mechanicznej
(5)
Praca wykonywana przez układ (czynnik) termodynamiczny podczas przemieszczenia się tłoka o dx (praca bezwzględna)
(6)
Praca ta jest zużywana na pokonanie oporów siły zewnętrznej F oraz siły wynikającej z działania ciśnienia otoczenia
(7)
Praca, którą można wykorzystać użytecznie jest równa
(8)
Po podstawieniu (8) do (7) i przekształceniu otrzymujemy
(9)
Po scałkowaniu równania (9) stronami od stanu 1 do stanu 2 dostajemy
(10)
W przypadku układu z tarciem część pracy czynnika zostaje zużyta na pokonanie oporów tarcia. W tym przypadku do prawej strony równania (7) przybywa dodatkowy człon dQf
(11)
a praca użyteczna jest równa
(12)
Praca techniczna jest to praca wykonana (pobrana) w jednym cyklu przez idealną maszynę przepływową.
0–1 napełnianie cylindra – przemiana otwarta,
1-2 ekspansja zamknięta;
2-3 wytłaczanie czynnika z cylindra – przemiana otwarta;
Praca techniczna jest równa sumie algebraicznej prac napełniania, ekspansji i wytłaczania.
(13)
(14)
(15)
(16)
Uwaga:
Dla przemian zamkniętych można również obliczyć całkę (15). Tak obliczona praca techniczna ma wówczas jedynie sens rachunkowy. Nie ma ona interpretacji fizycznej. Podczas przemiany zamkniętej czynnik wykonuje bowiem pracę bezwzględną daną wzorem (3).
2008-02-26 18:35
1/5
viktus