10. Робота теплових двигунів та холодильників
Тепловий двигун і є посередником між нагрівачем і холодильником. Основним елементом теплового двигуна є робоча речовина. Робоча речовина отримує тепло від нагрівача, переходить до холодильника і віддає там частину цього тепла. Охолоджена робоча речовина повертається до нагрівача, і так починається наступний цикл. В залежності від того в яких умовах відбувається отримання і передача тепла виділяють різні робочі цикли теплових двигунів. Вводять поняття коефіцієнта корисної дії (ККД) — частка теплової енергії перетворена у механічну енергію.
11.
Другий закон термодинаміки
є
твердженням про те, що термодинамічна
система прагне до збільшення ентропії.
Адіабатична нерівноважна система,
тобто система, яка не може обмінюватися
теплом із навколишнім середовищем,
еволюціонує з часом, переходячи із
одного стану в інший, доки не досягне
рівноважного стану. Другий закон
термодинаміки стверджує, що при такій
еволюції значення ентропії може лише
зростати:
. В рівноважному стані ентропія має
максимальне значення. Якщо термодинамічна
система може обмінюватися теплом із
навколишнім середовищем, то
, причому рівність досягається тільки
для рівноважного процесу.
Виходячи із статистичної інтерпретації термодинаміки закон неспадання ентропії відповідає переходу системи із менш імовірного стану в імовірніший, тобто із макроскопічного стану, якому відповідає менша кількість мікроскопічних станів, у макроскопічний стан, якому відповідає більша кількість мікроскопічних станів. Висловлюючись простіше, термодинамічна система прагне перейти від більш упорядкованого стану до стану із більшим безпорядком.
Наслідком
другого закону термодинаміки є
неможливість перетворення всього тепла
у роботу, що заперечує можливіть побудови
вічного двигуна другого роду. Максимально
можливий коефіцієнт корисної дії
теплової машини досягається в циклі
Карно і визначається формулою:
де
- температура нагрівача,
-
температура охолоджувача.
Ентроп́ія S — в термодинаміці міра енергії у термодинамічній системі, яка не може бути використана для виконання роботи. Вона також є мірою безладдя, присутнього в системі.
12. Третій закон термодинаміки
З розвитком кріогенної техніки на початку XX століття виникла можливість досліджувати властивості речовин при дуже низьких температурах. Це дозволило сформулювати третій закон термодинаміки - твердження про те, що ентропія однокомпонентних речовин прямує до нуля при зменшенні температури до абсолютного нуля.
12. Третій закон термодинаміки
З розвитком кріогенної техніки на початку XX століття виникла можливість досліджувати властивості речовин при дуже низьких температурах. Це дозволило сформулювати третій закон термодинаміки - твердження про те, що ентропія однокомпонентних речовин прямує до нуля при зменшенні температури до абсолютного нуля.
РІДИНИ. РІВНОВАГА ФАЗ І ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ