Technická práce

Technická práce je práce konaná v důsledku změny tlaku pracovní látky (plynu). Často se jí říká práce na hřídeli stroje pracujícího v otevřeném termodynamickém systému. Může jít například o práci na výstupní hřídeli parní nebo vodní turbíny. Na rozdíl od objemové práce, je důsledkem změny tlaku tekutiny proudící strojem resp. vyšetřovaným kontrolním objemem. Patří mezi procesové veličiny a její hodnota závisí na trajektorii, jakou se látka dostala ze vstupního do výstupního stavu.

Označuje se symbolem ${\displaystyle W_{t}\ }$, nebo ${\displaystyle A_{t}\ }$ a její základní jednotkou je Joule (J).

Specifická technická práce

V technických aplikacích pracujících v otevřeném systému je výhodnější pracovat se specifickou technickou prací vztaženou na jeden kilogram pracovní látky. Na základě průtoku a času je potom možný přepočet na celkovou technickou práci.

Označuje se symbolem ${\displaystyle w_{t}\ }$ nebo ${\displaystyle a_{t}\ }$ a její základní jednotkou je J.kg⁻¹.

Výpočet

Pro zjednodušený případ kvazirovnovážného procesu, probíhajícího malou rychlostí (aby bylo možné zanedbat změnu kinetické energie) se zanedbáním změn potenciální polohové energie (například proudění plynu) platí rovnice:

${\displaystyle dq=dh+dw_{t}\ }$

po postupném dosazení:

${\displaystyle dh=du+p.dv+v.dp\ }$

${\displaystyle dq=du+p.dv\ }$

a úpravách dostáváme rovnici:

${\displaystyle dw_{t}=-v.dp\ }$    resp.     ${\displaystyle w_{t}=-\int _{1}^{2}v.dp\ }$     (J.kg⁻¹)

kde:

• dq – diferenciál specifického tepla (J.kg⁻¹)
• dh – diferenciál entalpie (J.kg⁻¹)
• dw_t – diferenciál specifické technické práce (J.kg⁻¹)
• du – diferenciál vnitřní energie (J.kg⁻¹)
• p – tlak (Pa)
• dp – diferenciál tlaku (Pa)
• v– měrný objem (m³.kg⁻¹)
• dv – diferenciál měrného objemu (m³.kg⁻¹)

Zobrazení

Zobrazením specifické technické práce pro libovolný proces v pV diagramu je plocha ohraničená křivkou procesu, svislou souřadnicovou osou (v = 0) a přímkami, které promítají koncové body křivky na svislou osu souřadnic.

Technická práce v uzavřeném systému

I když se s technickou prací operuje především při aplikacích s proudící pracovní látkou, je ji možné identifikovat i v uzavřených systémech. Pokud je například plyn uzavřený v pevné nádobě s míchadlem, a nádoba je izolovaná, při otáčení míchadla se plyn zahřeje, bez výměny tepla s okolím. Zvýšení vnitřní energie plynu tedy způsobila dodaná technická práce.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Technická práca na slovenské Wikipedii.

Literatura

• ANTAL, Štefan. Termodynamika. 1. vyd. Bratislava: SjF STU, 1992. (slovensky) 

Portály: Fyzika