Основные законы для потока

7.1.1. Первое и второе начала термодинамики для потока

До сих пор мы рассматривали неподвижные макроскопических системы, для которых в I законе термодинамики изменение полной энергии сводилось только к изменению ее внутренней энергии. Такой подход к описанию термодинамических систем всегда возможен с помощью перехода в систему отсчета, жестко связанную с рассматриваемой термодинамической системой. С точки же зрения наблюдателя, относительно которого термодинамическая система перемещается со скоростью центра инерции закон сохранения полной энергии следует записать в виде

где изменение полной энергии системы складывается из изменения ее кинетической энергии, изменения потенциальной энергии во внешних полях, изменения внутренней энергии системы и изменения потенциальной энергии оболочки системы:

Здесь Ψ - потенциальная энергия системы во внешних полях, причем в однородном поле тяжести . Под L понимается работа изменения объема термодинамической системы в том смысле, как она определена для неподвижной системы, однако с точки зрения наблюдателя, относительно которого система движется, эту работу удобнее записать через величины, характеризующие внешние по отношению к системе объекты. Тогда работа системы L будет складываться из работы по механическому перемещению ограничивающих систему поверхностей, называемой технической работой L_техн, и работы, затрачиваемой на преодоление сил трения или сил вязкости L_тр. Коли-

чество теплоты Q для движущихся систем определяется так же, как и для неподвижных, т.е. как произведение теплоемкости на изменение температуры тела, причем температура должна измеряться неподвижным относительно системы термометром.

Энтропия движущейся термодинамической системы определяется так же, как и для неподвижной, поэтому второе начало термодинамики для движущихся систем будет записываться в виде

С учетом перечисленных выше замечаний первый и второй законы термодинамики для движущейся системы принимают вид (для удельных величин)