Термодинамический процесс

В результате воздействия на рабочее тело (газ, пар) внешней среды, например сжатия, расширения, нагрева и т. д. происходит изменение параметров его состояния.

Всякое изменение параметров состояния рабочего тела называется термодинамическим процессом.

Как отмечалось выше, различают равновесные и неравновесные состояния рабочего тела. Термодинамический процесс, при котором система проходит через непрерывный ряд равновесных состояний, называется равновесным. Основным условием равновесного состояния рабочего тела является равенство температуры и давления по всей его массе. Равновесные процессы обратимы.

Неравновесными процессами называются реальные процессы, протекающие с конечной скоростью, при этом работа, затрачиваемая на сжатие, будет больше, чем в равновесном процессе (за счет сил трения, инерции и т. п.).

Неравновесные процессы необратимы.

При изучении термодинамических процессов используют их графические изображения, в частности в системе координат r и J, называемой rJ-диаграммой.

По оси ординат откладывают абсолютные давления r, а по оси абсцисс – удельные объемы газа. При известных величинах r и J равновесное состояние изображается точкой.

На рисунке 1 изображен произвольный равновесный процесс. При переходе газа из начального состояния 1 в конечное 2 имеет место снижение давления и увеличение удельного объема. Это процесс расширения, который считается прямым процессом. Процесс сжатия (от точки 2 к точке 1) считается обратным.

Рис. 1. Изображение равновесного (обратимого) процесса в rJ-диаграмме.