
- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 3
- •Вопрос 4
- •Первый закон Ньютона: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния.
- •Третий закон Ньютона: силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению:
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •Вопрос 8
- •Вопрос 9
- •Вопрос 10
- •Пусть в начальный момент времени начала координат обеих систем и направления соответствующих осей совпадают. Тогда:
- •12.Основные положения уравнение м.К.Т. Идеального газа. Температура с точки зрения м.К.Т.
- •13. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы
- •14.Распределение Максвелла.
- •15.Распределение Больцмана
- •16. Число столкновений и средняя длина свободного пробега. Явления переноса.
- •17. Основные понятия термодинамики. Работа в термодинамике. Работа при изопроцессах.
- •2.2. Работа газа при изменении его объема
- •18. Теплообмен. Первое начало термодинамики. Распределение энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.
- •19.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Уравнение Майера.
- •20.Уравнение Пуассона (адиабатический процесс).
- •21.Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Второе начало термодинамики. Принцип работы тепловых машин. К.П.Д. Обратимых и необратимых тепловых машин.
- •22.Цикл Карно. Кпд обратимой тепловой машины.
- •23.Приведенное количество теплоты. Неравенство Клаузиуса. Энтропия и ее статистическое толкование.
21.Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Второе начало термодинамики. Принцип работы тепловых машин. К.П.Д. Обратимых и необратимых тепловых машин.
Термодинамический процесс называется обратимым если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении.
Всякий процесс не удовлетворяющий этим условиям называется необратимым.
ВТОРОЕ начало термодинамики:
любой процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия системы при этом возрастает от нагревателя за цикл отбирается количеством теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой T2 передается количество Q2, при этом совершается работа A=Q1-Q2
Анализ выражения для КПД показывает, что максимальный КПД, равный единице, возможен, если двигатель все получаемое количество тепла будет преобразовывать в работу. Все опытные факты свидетельствуют о невозможности создания такого двигателя (вечный двигатель второго рода), и это было сформулировано в виде второго начала термодинамики.
Второе начало термодинамики не только установило границы преобразования тепла в работу, но и позволило построить рациональную шкалу температур (термодинамическая шкала температур) и установить направление процессов, происходящих в теплоизолированных системах.
22.Цикл Карно. Кпд обратимой тепловой машины.
Карно предложил и исследовал идеальный тепловой цикл, названный в последствии циклом Карно. Этот цикл состоит из двух изотерм и двух адиабат (рис. 21). Карно также сформулировал две теоремы, определяющие максимальное значение КПД теплового двигателя.
«Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей по циклу Карно, зависит только от температур Т1 и Т2 нагревателя и холодильника, но не зависит от устройства машины, а также от вида используемого рабочего вещества».
«Коэффициент полезного действия всякой тепловой машины не может превосходить коэффициента полезного действия идеальной машины, работающей по циклу Карно с теми же самыми температурами нагревателя и холодильника».
12, 34, – изотермические расширение и сжатие, 23, 41– адиабатические расширение и сжатие. В
процессе 12
Q1
= В процессе 34 U = const, поэтому
|


23.Приведенное количество теплоты. Неравенство Клаузиуса. Энтропия и ее статистическое толкование.
Рассматривая
процессы превращения тепла в работу,
Р. Клаузиус сформулировал термодинамическое
неравенство (неравенство
Клаузиуса):
«Приведенное количество тепла, полученное
системой в ходе произвольного кругового
процесса, не может быть больше нуля».
где
Q
– количество тепла, полученное системой
при температуре Т, Q1
количество тепла, получаемое системой
от участков окружающей среды с температурой
Т1,
Q2
– количество тепла, отдаваемое системой
участкам окружающей среды при температуре
Т2.
Неравенство Клаузиуса позволяет
установить верхний предел термического
КПД при переменных температурах
нагревателя и холодильника.
,
где Т1 макс – максимальная температура участка среды, от которого система получает тепло; Т2 мин – минимальная температура участка среды, которому система отдает тепло.
Из выражения для обратимого цикла Карно следует, что или , т.е. для обратимого цикла неравенство Клаузиуса переходит в равенство. Это означает, что приведенное количество тепла, полученное системой в ходе обратимого процесса, не зависит от вида процесса, а определяется только начальным и конечным состояниями системы.
Энтропия системы – функция ее состояния, определенная с точностью до произвольной постоянной. Приращение энтропии равно приведенному количеству тепла, которое нужно сообщить системе, чтобы перевести ее из начального состояния в конечное по любому обратимому процессу.
,
. Важной особенностью энтропии является
ее возрастание в изолированных системах
(закон возрастания энтропии): «Энтропия
теплоизолированной (адиабатической)
системы не может убывать; она возрастает,
если в системе идет необратимый процесс,
и остается постоянной при обратимом
процессе в системе».