22. Адиабатный процесс

Адиабатный процесс - термодинамический процесс, в котором система не обменивается теплом с окружающей средой.

бQ=0; С_ад=бQ/dQ=0

бА=-dU=(i/2)нюRdT – система совершает работу за счет убыли внутренней энергии системы

бА=(-m/M)C_vdT – для адиабатного процесса идеального газа

если газ расширяется бА=рdV>0 и dT<0охлаждение газа

если газ сжимается бА<0 и dT>0газ нагревается

γ=С_р/C_v=(i+2)/i – показатель адиабаты

pV^γ=const – уравнение Пуассона

A=(p1V/p2/V)[1-(V1/V2)^1-γ]

23. Тепловые машина

Тепловая машина – устройство преобразующее тепловую энергию в механическую работу

Цикл

Прямойнагреватель Q1(кол-во теплоты)рабочее тело(А=Q1-Q2)  Q2холодильник

Обратный холодильник Q2 рабочее тело(А=Q1-Q2)  Q1 нагреватель

η=А/Q1=(Q1-Q2)/Q1

Прямой цикл используется во всех двигателях. Существует нагреватель, который передает Q рабочему телу; совершается полезная работа часть энергии отдается холодильнику Q2

Цикл Карно.

Цикл – процесс, в результате которого термодинамическая система возвращается в исходное состояние.

В этом цикле рассматриваемая работа идеальной машины. Круговой процесс состоит из равновесных процессов – 2 изотермические и 2 адиабатные Q=0. Процессы выбраны с таким расчетом, чтобы получить мах работу за весь цикл. Рабочее тело идеальный газ.

Q2/ Q1=T2/T1; η= (T1- T2)/ T1=1- T2/T1

КПД цикла Карно не зависит от рода рабочего тела, а только от t нагревателя и холодильника

Если машина необратима, но работает с тем же нагревателем и холодильником, КПД ее будет ниже, чем рассчитанное поданной формуле

η<η_k при тех же Т нагревателя и холодильника

тепловая машина , работающая при данных значениях нагревателя и холодильника не может иметь КПД больше, чем машины, работающие по необратимому циклу Карно, при тех же значениях нагр и хол.

24. Энтропия

Изменение энтропии:

dS=бQ/T – для идеального газа, равновесного процесса

Q – кол-во теплоты, которое подводится к системе

Конечное изменение энтропии

ϪS=(интегрир от 1 до 2) dS= (интегрир от 1 до 2)бQ/T

Каждому состоянию соответствует определенное состояние энтропии. Если процесс произвольный ω увел

При переходе из одного состояния в другое, термодинамическое состояние увел S увел

ϪS=R ln(ω2/ ω1)

ω 2 > ω1 ϪS>0

С помощью изменения энтропии можно судить о направленности системы

S достигает мах, когда в системе сущ. беспорядочное движение – энтропия ф-ции беспорядка

Св-ва энтропии:

1)является аддитивной величиной

S=S1+S2+S3+S4

2)энтропия изолированной системы увеличивается если процессы не обратимые

3)энтропия достигает максимума при равновесном состоянии

4)при Т0, энтропия 0

dS>=бQ/T (для произвольного процесса)

5)в равновесном обратном процессе без передачи тепла энтропия=0

6)энтропия ф-ция состояния(не процесса):S=k*ln ω

Второе начало

Энтропия замкнутой системы не может убывать

1)адиабатный процесс бQ=0; dS=0; S-const

2)цикл Карно ∑dS=0; (Q/T_н)+0-(Q2/T_x)+0=0;

Q/T_н=Q/T_x; Q1/Q2= T_н/ T_x

3)невозможен такой процесс единственным результатом которого является передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому

4)невозможен процесс ед. результ которого явл.превращ теплоты полученную от нагрев. В эквивалентную ее работу(вечный двиг. 2го рода невозможен)

V=const; T1T2; dS-?; бQ=dU;

интегр dS=dU/T=интегр (i/2)нюRdT/T

dS=(i/2)ню R lnT |= (i/2)ню R ln(T1/T2)

Энтропия – функция состояния системы, зависит от состояния и не зависит от вида процесса

2ое нач. термодин. не применимо к сист. сост. из малого числа частиц.

dS=бQ/T