|
Рабочим телом называется термодинамическая система, совершающая круговой процесс и обменивающаяся энергией с другими телами. Обычно таким телом является газ.
Прямым циклом, называется круговой процесс, в котором система совершает положительную работу .
Обратным циклом называется круговой процесс, в котором система совершает отрицательную работу .
В прямом цикле Q>0 и А>0 - газ совершает работу за счет сообщенной ему теплоты. В обратном цикле над газом совершается работа А'=-А (А>0), и от газа отводится эквивалентное этой работе количество теплоты.
|
адиабатического расширения 2-3, изотермического сжатия 3-4 при температуре Т2 (Т3=T4) и адиабатического сжатия 4-1.
Работа, которую совершает газ в равновесном прямом цикле Карно:
А=Q=Qн+Qх=Qн-|Qх|.
Из формулы видно, что A < Qн, т. е. работа, совершаемая рабочим телом в цикле Карно, меньше энергии, полученной от нагревателя на величину энергии, переданной холодильнику в форме теплоты.
Это справедливо для произвольного процесса: работа, совершаемая за цикл, всегда меньше суммы всех количеств теплоты, переданных рабочему телу нагревателями.
Второй закон термодинамики: Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счёт охлаждения теплового резервуара.
Энтропия - мера необратимого рассеивания энергии. Энтропия может интерпретироваться как мера неопределённости (неупорядоченности) некоторой системы.
Энтропией тела в термодинамике называется однозначная функция состояния, полный дифференциал которой определяется
. Обозначается S.
Из формулы видно, что dS и δ Q имеют одинаковые знаки. Следовательно, по характеру изменения энтропии можно судить о том, в каком направлении происходит теплообмен.
При нагревании тела (δQ >0) его энтропия возрастает (dS>0).
Если тело охлаждается (δQ<0), то его энтропия убывает (dS<0).
Тепловая машина - устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу. Идеальная тепловая машина - тепловая машина, имеющая максимальный коэффициент полезного действия при заданных значениях нагревателя и холодильника .
Термический коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины:
или или .
2.26.В результате кругового процесса газ совершил работу 2 кДж и передал холодильнику количество теплоты 8,4 кДж. Определите КПД цикла. [19%]
2.27.Газ, совершающий цикл Карно, 3/4 теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Температура холодильника 0°С. Определите температуру нагревателя. [364 К]
2.28.Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, имеет температуру нагревателя 227 °С, температуру холодильника 127° С. Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя, чтобы КПД машины увеличился в 2 раза? [в 3 раза]
2.29.Температура нагревателя тепловой машины, работающей по циклу Карно, 427 °С, холодильника 227 °С, причем холодильник этой тепловой машины служит нагревателем другой тепловой машины. У какой из машин КПД больше и во сколько раз, если разность температур нагревателя и холодильника у обеих машин одинакова? [1,4 раза]
2.30.Найдите изменение энтропии при переходе 8 г кислорода от объема в 10 л при температуре 80°С к объему в 40 л при температуре 300° С.[5,4 Дж/ K]
2.31.Найдите изменение энтропии при переходе 6 г водорода от объема в 20 л под давлением 150 кПа к объему в 60 л под давлением 100 кПа.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 195.