30. Циклические процессы. Обратимые и необратимые процессы. К.П.Д. Тепловой машины. Цикл Карно.

Обратимый процесс – процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, т.е. система возвращается в исходное состояние и в среде не возникает остаточных изменений.

Обратимые процессы – это идеальные изобарный, изохорный, изотермический, адиабатический(на графике изображаются сплошной линией)

Необратимые процессы – реальные тепловые процессы(пунктирная линия на графике)

Цикл – замкнутый процесс, по завершению которого система возвращается в исходное положение

Прямые циклы – циклы, в которых некоторое количество теплоты превращается в работу(тепловые машины)

Обратные циклы – затрачивается механическая энергия(холодильные машины)

Линия расширения на PV диаграмме лежит выше линии сжатия.

Периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла, называется тепловой машиной.

η=1 – вечный двигатель второго рода

Цикл Карно

Обратимый цикл, совершаемый телом, вступающим в теплообмен с двумя тепловыми резервуарами бесконечно большой емкости, может состоять только из обратимых изотерм и адиабат и называется циклом Карно.

Для цикла Карно -

1. 2) 3) 4)

Из 1 и 3: из 2 и 4: Разделим друг на друга:

=>

Самый большой КПД,который можно получить

30. Второй закон термодинамики.

1. Невозможно создать тепловую машину, единственным результатом действия которой было бы совершение работы за счет тепла.(Клаузиус)

КПД цикла Карно является предельным

2. Невозможна самопроизвольная передача тепла от холодного тела к нагретому(Кельвин)

3. Энтропия в изолированной системе может только возрастать. Энтропия – мера близости термодинамической системы от состояния термодинамического равновесия

30. Неравенство Клаузиуса. Энтропия.

только для идеальной тепловой машины

=> => =>

Отношение Q/T - приведенная теплота

(интеграл по замкнутому циклу) – неравенство Клаузиуса

Энтропия:

Понятие ввел Клаузиус

П роцесс 1-a-2 – необратим

2-b-1 – обратим

Если бы оба процесса были бы обратимыми, тогда предыдущее неравенство было бы равенством:

Если правый интеграл адиабатный необратимый процесс, значит энтропия возрастает

2й закон термодинамики определяет единственно возможное направление протекания процессов.

Свойства энтропии:

1. функция состояния термодинамической системы

2. аддитивная величина

3. определяется с точностью до постоянной величины

4. Вводится только для обратимых процессов