Jag läser termodynamik från Cengel och Boles. Jag studerar för närvarande flödesarbete. Följande bild innehåller bokens text:
Verket gjort beräknas genom att beakta trycket från uppströmsvätska men nedströmsvätskan applicerar också tryck på det, men det anses inte varför? Enligt mig borde arbetet vara (P2-P1) * V där P2 är tryck av vätska uppströms och P1 är tryck nedströms vid gränsen för kontrollvolymen.
Svar
PA är kraft. F * L = PAL = PV är arbete. om du tänker per kg, så är W = Pv När du skriver energibalansekvationen vid punkt 1 och 2, skriver du P1 * v vänster och P2 * v rätt tillsammans med andra termer (internt, kinetiskt, potentiellt). Se, du får önskad term genom att omorganisera: 0 = (P2 -P1) * v + (ke2-ke1) + (pe2-pe1) + (u2-u1). Med tanke på inget värmeflöde. värme = arbete + förändring av intern / potential / kinetisk energi. Tja, det är den första lagen. Tänk ur termodynamiskt systemperspektiv, det omgivande (uppströms) fungerar på systemet och systemet fungerar på det omgivande (nedströms). Du kan få nätverket från skillnad
Det är intressant att till skillnad från andra arbetsmängder uttrycks flödesarbetet i termer av egenskaper. Det är faktiskt produkten av två egenskaper hos vätskan.
Nu om du föreställer dig detta som kombinationsegenskap blir det lätt att skriva energibalansekvationen. Annars lägger du separat till nätverket. (P2-P1) * v
Svar
I din sista mening säger du att arbetet ska vara (P2-P1) * A. Enheterna i ditt uttalande är kraft, som inte bär samma enheter som arbete. Om du multiplicerar ditt uttalande med ett avstånd, skulle du ha rätt Det råkar vara så att produkten av tryck och sp ekvivalent volym vid en kontrollyta bär samma enheter som specifikt arbete. Eftersom tryck är en kraft per ytenhet och specifik volym är volym per enhetsmassa, avbryts enhetsvolymen och enhetsarean för att lämna en längdperiod.
Flödesarbete betraktas som det arbete som krävs för att flytta vätskan genom kontrollvolymen på grund av sin egen massa. I en verklig situation påverkas skillnaden i tryck av många andra krafter än bara den kraft som utövas av vätskans massa. Jag hoppas att detta hjälper dig att förstå den fysiska betydelsen av flödesarbete. Shihabus svar ger den matematiska anledningen till att flödesarbete bara är en funktion av termodynamiska egenskaper.