19. Второй закон термодинамики.

Передача теплоты от нагретого тела к среде будет происходить до полного температурного равновесия с окружающей средой. Только за счёт затраты работы можно изменить направление движения теплоты. Это свойство теплоты резко отличает её от работы. Превращение теплоты в работу может происходить только при наличии разности температур между теплоотдатчиком и теплоприёмником.При этом вся теплота не может быть превращена в работу.формулировка второго начала термодинамики Клаудиуса:

«Теплота не может переходить от холодного тела к нагретому само собой даровым процессом (без компенсации)».Формулировка второго закона термодинамики по Томсону:«Не вся теплота, полученная от теплоотдатчика, может перейти в работу, лишь некоторая её часть. Часть теплоты должна перейти в теплоприёмник ». Следовательно, для получения работы необходимо иметь источник теплоты с высокой температурой (теплоотдатчик) и источник теплоты с низкой температурой (теплоприёмник).

Постулат Томсона показывает, что построить вечный двигатель, который бы создавал работу за счёт использования только одной внутренней энергии морей, океанов, воздуха не представляется возможным. Формулировка второго закона термодинамики по Освальду:« Осуществление двигателя второго рода невозможно ». Под двигателем второго рода подразумевается такой двигатель, который способен превращать в работу всю теплоту, полученную от одного источника.

2 0. Круговые термодинамические прочессыю

При любом процессе расширения газа в цилиндре наступит тот момент, когда температура и давление рабочего тела сманкт равными температуре и давлению опружающей среды и толко на этом прекратиться получение работы. Следователь но для равнимерного получения работы необходимо в процесе сжатия возратить рабочее тело в первоначальное состаяние. Из приведённаго рисунка выше следует, что рабочее тело расширяется по кривой 1,3,2 и совершает работу площадью 13245. Достигнув точки 2 рабочего тело должно быть возвращино в первоначальное состояние. Для того чтобы оно могло совершить работу. Процес возвращения в начальное состояние может быть произведён тремы путями. Кривая 231 в таком процесе вся полученая при пасширении работа (S12345) равнва работе сжатия (S23154) и положительная работа равна нулю. Прямаю сжатия 261 распологается под линией расширения линии 132. На сжатие затрачивается большее количество работы S51624, чем при расширении – S51324. Кривая 271 рапологается под линией расширения 132. Работа расширения S51324 болше работы сжатия S51724. В результатево внешнюю среду будет отдана радота L*17231. Цикл, в резульмате которого, получается положительная работа назавается памым циклом (циклом тепового двигателя). Если получается отрицательная работа – цикл называется обратным (холодильным циклом).Циклы бывают обратимые и необратимые. Обратимые – это состояние при котором цикл состоит из равновесных обратимых процесов. Необратимый происходит в том случаи, если хотябы один из процесов, вхлдящий в состав циклов, будет являтся необратимым.

21.

Термодинамический КПД. Холодильный коэффициент циклов.

Для создания теплового двигателя необходимо иметь бесконечно малое (большое) количество теплоприёмников, теплоотдатчиков и рабочее тело.Рабочее тело совершает удельную работу расширения l₁ за счёт количества теплоты q₁, полученной от теплоотдатчика и частично за счёт своей внутренней энергии. В процессе сжатия удельная работа l₂ от рабочего тела отводится некоторое количество теплоты q₂ в теплоприёмнике, а часть расходуется на увеличение внутренней энергии до идеального состояния. В результате, при осуществлении прямого цикла будет отдана некоторая положительная работа l. Первым законом термодинамики определяется соотношение между удельным количеством теплоты и положительной удельной работой l. l=l₁-l₂

Так как в цикле конечное состояние рабочего тела совпадает с начальным, то

q=q₁-q₂=U₂-U₁+l

Так как в цикле конечное состояние рабочего тела совпадает с начальным и тогда изменение внутр. энергии не происходит q₁-q₂=l

Термодинамическим коэф. полезного действия называется отношение удельного кол. теплоты превращённой в положительную работу за один цикл, по всему кол. теплоты подведённому к рабочему телу.

Термодинамический КПД цикла показывает на сколько совершенен цикл теплового двигателя. Чем большее кол. подведённой теплоты, превращается в полезную работу, тем выше термический КПД. Но термический КПД всегда меньше 1. В замкнутом круговом процессе теплота может превратится в механическую работу, только при наличии разности температур между теплоотдатчиком и теплоприёмником. Чем больше t тем больше КПД.

Холодильный коэф. ε =q₂/l

Он показывает степень совершенства обратного цикла. Холодильный коэф. показывает какое кол. теплоты отнимается от теплоприёмника при затрате одной единицы работы.

№ 22Прямой обратимый цикл Карно

Процесс 1-2 расширение рабочего тела в цилиндре с совершением работы l2.в этот момент цилиндр абсолютно теплопроводен.2-3-расширение рабочего тела до Т2(температура теплоприёмника),совершая при этом работу.цилиндр-абсолютно не теплопроводен.3-4-сжатие рабочего тела с отводом теплоты q2 d теплоприёмник.процесс абсолютно теплопроводный.4-1-сжатие(адиабатный процесс).цилиндр абсолютно не теплопроводен.

Термический КПД обратимого цикла зависит только от абс-х температур теплоотдатчика и теплоприёмника: