Если теплота сообщается движущемуся в пространстве телу, например потоку газа или пара, текущему по каналы произвольной формы, то получаемая при этом внешняя работа, кроме работы расширения, включает еще и другие виды механической энергии.
Так, если 1 кг газа или пара движется (рис.) от сечения 1 - 1 к сечению 2 – 2 со скоростью, изменяющейся от с1 до с2, то в этом случае наблюдается изменение кинетической энергии от l1 = c12/2 до l2 = c22/2. Кроме того, подходя к сечению 1 – 1 (или покидая сечение 2 – 2), каждый элемент объема вытесняет равный ему объем вещества, т.е. совершает так называемую работу проталкивания.
Рис. Внешняя работа движущегося газа (а) и графическое изображение технической работы на p - v диаграмме (б)
По аналогии с работой расширения можно получить, что теплота, подводимая к движущемуся телу (пару или газу),
dq = du + dlпр + dlкин,
где du – изменение внутренней энергии; dlпр – изменение работы проталкивания; dlкин – изменение кинетической энергии.
Уравнение является аналитическим выражением первого закона термодинамики для потока газа.
Изменение кинетической энергии потока называют его технической работой lтехн = Δlкин. Из уравнения первого закона термодинамики после ряда замен и преобразований получаем
dlкин = - υdp
(знак минус указывает на уменьшение объема при росте значений давления).
В итоге полная техническая работа, совершаемая в процессе 1 – 2,
Определяется как площадь, ограниченная линией процесса 1 – 2 и осью р (напоминаем, что величина lр – определялась как площадь, ограниченная линией процесса и осью υ).
Компонент комментариев CComment