Изотермический процесс газа.

Изотермический процесс – процесс сообщения или.отнятия теплоты при по­стоянной температуре (t—const)

Для изотермического процесса иде­ального газа зависимость между начальными и конечными парамет­рами определяется формулами:

При постоянной температуре объём газа изменяется обратно пропорцио­нально его давлению.

На pv- диаграмме изотермы идеаль­ного газа представляются равносто­ронней гиперболой. Площадь под кри­вой процесса численно выражает ме­ханическую работу в данном процессе.

Работа 1 кг идеального газа находят из уравнений:

Так как в изотермическом процессе t= const, то для идеального газа

Изменение энтропии в изотермиче­ском процессе

выразится следующей форму­лой:

Адиабатный процесс газа.

Процесс протекающий без подвода и отвода теплоты, т.е. при отсутствии теплообмена с окружающей средой, называют адиабатным, а кривая этого процесса–адиабатой. Условия процесса: dq=0 , q=0.

Т.к. dq=0 , то согласно первому закону термодинамики:

и

Таким образом совершаемая рабочим телом механическая работа в адиабат­ном термодинамическом процессе равна уменьшению внутренней энер­гии тела, техническая работа при этом пропорциональна изменению (умень­шению) энтальпии. В обратимом диа­батном процессе энтропия термодина­мического тела не меняется: S=Const.

Уравнение адиабаты в системе коор­динат pv–диаграммы при постоянной теплоёмкости ( )для идеаль­ного газа: где - показатель адиабаты

Зависимости между начальными и ко­нечными параме­трами процесса: между р и v ,

между T и v

между р и T

Работу 1 кг газа находят по следую­щим формулам

Изменение внутренней энергии газа и работа адиабатного процесса равны по величине и противоположны по знаку. .

Изменение внутренней энергии иде­ального газа в адиа­батном процессе может быть также выражено уравне­нием

Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики устанавливает направление протека­ния самопроизвольных тепловых про­цессов в природе и определяет условия превращения теплоты в работу. Закон утверждает, что теплота в природе са­мопроизвольно переходит только от тел более нагретых к менее нагретым.

В соответствии со вторым законом термодинамики для превращения теп­лоты в работу в любом тепловом дви­гателе необходимо иметь два тела с различными температурами. Более нагретое тело будет источником теп­лоты для получения работы, менее нагретое – теплоприемником. При этом к. п. д. теплового двигателя все­гда будет меньше единицы.

Второй закон динамики математиче­ски может быть выражен:

Где dS –бесконечно малое приращении энтропии системы;

dQ – бесконечно малое количество теплоты, полученной системой от ис­точника теплоты;

T- абсолютная температура источ­ника теплоты.

Знак неравенства соответствует необ­ратимым процессам, а равенства - об­ратимым. Следовательно, аналитиче­ское выражение второго закона термо­динамики для бесконечно малого об­ратимого процесса примет вид

dQ=TdS

а т.к. согласно первому закону термо­динамики

dQ=dU+pdV

то

TdS=dU+pdV.