Technická práca

Technická práca je práca konaná pracovnou látkou na hriadeli stroja pracujúceho v otvorenom termodynamickom systéme. Môže ísť napríklad o prácu na výstupnom hriadeli parnej alebo vodnej turbíny. Na rozdiel od objemovej práce, je dôsledkom zmeny tlaku tekutiny prúdiacej strojom resp. vyšetrovaným kontrolným objemom. Patrí medzi procesové veličiny a jej hodnota závisí od cesty akou sa látka dostala z vstupného do výstupného stavu.

Označuje sa symbolom $W_{t}\$, alebo $A_{t}\$ a jej základnou jednotkou je Joule (J).

Špecifická technická práca

V technických aplikáciách pracujúcich v otvorenom systéme je výhodnejšie pracovať so špecifickou technickou prácou vztiahnutou na jeden kilogram pracovnej látky. Na základe prietoku a času je potom možný prepočet na celkovú technickú prácu.

Označuje sa symbolom $w_{t}\$, alebo $a_{t}\$ a jej základnou jednotkou je J.kg^-1.

Výpočet

Pre zjednodušený prípad kvázirovnovážneho procesu, prebiehajúceho malou rýchlosťou (aby bolo možné zanedbať zmenu kinetickej energie) so zanedbaním zmien potenciálnej polohovej energie (napríklad prúdenie plynu) platí rovnica:

$dq=dh+dw_{t}\$

po postupnom dosadení :

$dh=du+p.dv+v.dp\$

$dq=du+p.dv\$

a úpravách dostávame rovnicu:

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

kde:

• dq — diferenciál špecifického tepla (J.kg^-1)
• dh — diferenciál entalpie (J.kg^-1)
• dw_t — diferenciál špecifickej technickej práce (J.kg^-1)
• du — diferenciál vnútornej energie (J.kg^-1)
• p — tlak (Pa)
• dp — diferenciál tlaku (Pa)
• v— merný objem (m³.kg^-1)
• dv — diferenciál merného objemu (m³.kg^-1)

Zobrazenie

Zobrazením špecifickej technickej práce pre ľubovoľný proces v p-v diagrame je plocha ohraničená krivkou procesu, zvislou súradnicovou osou (v = 0) a priamkami, ktoré premietajú koncové body krivky na zvislú súradnicú os.

Technická práca v uzavretom systéme

Aj keď sa s technickou prácou operuje najmä pri aplikáciách s prúdiacou pracovnou látkou, je ju možné identifikovať aj v uzavretých systémoch. Ak je napríklad plyn uzavretý v pevnej nádobe, s miešadlom a nádoba je izolovaná, pri otáčaní miešadla sa plyn zahreje, bez výmeny tepla s okolím. Stúpnutie vnútornej energie plynu teda spôsobila dodaná technická práca.

Zdroje

• Antal, Š.: Termodynamika. 1. vydanie. 1992. Bratislava, SjF STU.

Fyzikálny portál