Понятие об основных законах термодинамики и их роль для судовой энергетики

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ - один из основных законов термодинамики, являющийся законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула: Q= U+A. Лежит в основе работы тепловых машин.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ - один из основных законов термодинамики, согласно которому невозможен периодический процесс единственным результатом которого является совершение работы, эквивалентной количеству теплоты, полученному от нагревателя. Другая формулировка: невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. В.з.т. выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода.

3-й закон термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю

АВОГАДРО ЗАКОН - один из основных законов идеальных газов: в равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Открыт в 1811 году итал. физиком А.Авогадро(1776-1856).

БОЙЛЯ-МАРИОТТА ЗАКОН - один из законов идеального газа: для данной массы данного газа при постоянной температуре произведение давления на объем есть величина постоянная. Формула: pV=const. Описывает изотермический процесс.

ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОН - газовый закон: для данной массы данного газа при постоянном давлении отношение объема к абсолютной температуре есть величина постоянная ,где =1/273 К^-1 - температурный коэффициент объемного расширения.

ДАЛЬТОНА ЗАКОН - один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов.

ПАСКАЛЯ ЗАКОН - основной закон гидростатики:давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.

ШАРЛЯ ЗАКОН - один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре: где p₀ - давление при 0⁰С, =1/273,15 К^-1 - температурный коэффициент давления.

Оценка теплотехнической эффективности теплоэнергетических установок производится в основном методом тепловых балансов , основанном на первом законе термодинамики. Энергосберегающей будет та технология, которая позволит дать для потребителя тоже количество теплоты, но при более низком потенциале., т.е оценку теплоэффективности следует вести и в рамках второго закона термодинамики.

Энтропия рассматривается как мера неупорядочен- ности термодинамических процессов. Топливные ресурсы затрачиваются на создание или восстановление по- рядка. В этих процессах топливо будет использоваться с большей эффективностью по мере того, как они будут приближаться к обратимым процессам, а продукты про- изводства будут использоваться обратимым образом. Если, например, в рабочем цикле СЭУ энергосодер- жание топлива используется только на 35%, то остав- шаяся часть должна выбрасываться в окружающую среду в виде потерь топлива. Вместе с тем при повторном ис- пользовании этих потерь можно уменьшить производство энтропии необратимой части термодинамического про- цесса и, таким образом, сохранить значительную часть порядка. Направляя это тепло на обогрев помещений, работу утилизационных котлов, подготовку танков к вы- грузке углеводородного сырья, для прогрева главных дви- гателей судна и судовых дизель-генераторных агрегатов (ДГА), находящихся в резерве, и др., мы можем сэконо- мить эквивалентное количество топлива. Основные по- ложения термодинамики диктуют необходимость полного отказа от использования обогревателей, потребляющих электроэнергию, ибо при этом ДГА должны расходовать приблизительно втрое больше топлива, чем это необхо- димо для обогрева другими способами. Электроэнергию как высшую форму энергии целесообразно использовать для питания навигационного оборудования, судовых ин- формационно-измерительных комплексов, электронных средств диагностики и автоматизации технологических процессов, судовых электроприводов и др., для которых этот вид энергии является единственно пригодным. При- менение электроэнергии только для обогрева равно- сильно полной потере содержащейся в ней работы.