5 5. Первой начало термодинамики. Применение 1ого начала термодинамики к изопроцессам.
Первый закон термодинамики
В неизолированной термодинамической системе изменения U равно сумме работ совершаемой над системой и кол-ву теплоты переданного системе
-
невозможно создание вечного двигателя,
т.к. любая машина совершает работу только
за счет подведения кол-ва теплоты из
вне или за счет снижения внутренней
энергии.
Применение первого закона термодинамики к изопроцессу
T=const
∆T=0=>∆U=0=>Q=-A=
-
т.е. все переданное кол-во теплоты идет
на совершение работы
V=const
∆V=0=>
=>Q=∆U-т.е.
все переданное системой кол-во теплоты
идет на изменение внутренней энергии
P=const
=>Q=
-
т.е. ыче переданное кол теплоты идет на
изменение внутренней энергии системы
и совершение работы над окружающими
телами
56. Адиабатный процесс
Адиабатный процесс- процесс идущий в термодинамической системе при отсутствии теплообмена с окружающими телами
т.к. Q=0
При
сжатии газа A>0=>A’<0=>
=>
=>T↑
При
расширении газа A’>0=>A<0=>
=>
=>T↓
Т.к. при адиабатном сжатии температура увеличивается, то давления с уменьшением объема газа увеличивается быстрее чем при изотермическом сжатии
57. Принципиальная схема устройства тепловой машины. Максимальный кпд тепловых двигателей. Второе начало термодинамики.
Тепловые двигатели- устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую работу.
Основный части тепловой машины
устройство от
которого
рабочее
НАГРЕВАТЕЛЬ
(
)
тело получает
теплоту
р
абочее
тело-
A’
воздух или пары РАБОЧЕЕ ТЕЛО
воздуха
устройство, которое
охлаждает
рабочее
ХОЛОДИЛЬНИК
(
)
тело
При расширении газа:
A’>0
A’
При сжатии газа:
A>0
A
В результате совершения рабочего цикла газ возвращается в исходное состояние
∆U=0
∆U=A+Q=Q-A’
Q=A’
Q=
(КПД)=
Карно использовал в качестве рабочего тела идеальный газ.
Цикл Карно состоит из 2х изотерм и 2ух адиабат
1
-2-изотермической
расширение
2-3-адиабатное расширение
3-4-изотермическое сжатие
4-1-адиабатное сжатие
1ая теорема Карно:
(КПД) теплового двигателя работающего по циклу Карно не зависит от свойств рабочего тела и конструкции двигателя, а определяется только температурой нагревателя(T1) и холодильника(T2).
Следствия:
(КПД)
цикла Карно увеличивается при увеличении
температуры нагревателя и уменьшения
температуры холодильника
2. (КПД) цикла Карно стремится к 1 в том случае, если температура холодильника стремится к 0К
2ая теорема Карно?
Из всех циклических процессов в термодинамике максимальный (КПД) у цикла Карно
Необратимость тепловых процессов:
Процесс теплопередачи осуществляется ТОЛЬКО в 1 направлении, на уменьшение температуры .
2е начало термодинамики:
Неосуществим термодинамический процесс в результате которого происходила бы тепло передача с увеличением температуры без каких либо других изменений в природе.