Второй закон ( начало) термодинамики
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 
Круговым процессом или циклом называется такая совокупность термоди­намических процессов, в результате которых система возвращается в исходное состояние.

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.

Циклом Карно называется круговой процесс. Прямой цикл Карно состоит из четырех последовательных процессов: изотермического расширения 1-2 при температуре T 1 2= T 1 ),

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.