29. Адиабатный процесс. Вывод уравнения Пуассона для адиабатного процесса.

Адиабатический, или адиабатный процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

pV²=const

Полученное выражение есть уравнение адиабатического процесса, называемое также уравнением Пуассона.

Подробный вывод уравнения: http://www.pppa.ru/additional/02phy/02/phy17.php

30. Круговые процессы. Прямой и обратный цикл. Тепловой двигатель и холодильная машина. Термический коэффициент полезного действия. Обратимые и необратимые процессы.

Круговой процесс — процесс, при котором газ, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.

Циклы подразделяются на прямые и обратные. Прямыми называются циклы, в которых теплота преобразуется в работу, обратными – в которых теплота передается от более холодного тела к более нагретому. При изображении циклов на термодинамических диаграммах последовательный обход процессов в прямом цикле происходит по часовой стрелке, в обратном цикле – против часовой стрелки.

Прямой цикл. Прямой цикл – это цикл двигателя. В этом цикле происходит преобразование теплоты в механическую работу.

Обратный цикл. Обратный цикл служат для производства холода или теплоты. В нем рабочее тело переносит теплоту от холодного источника к горячему. Для совершения такого несамопроизвольного процесса затрачивается работа цикла. Обратные циклы реализуются в холодильных машинах и тепловых насосах.

Тепловой двигатель, двигатель, в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу.

Холодильная машина, устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды.

ТЕРМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ — отношение количества тепла, превращенного при данном термическом процессе в полезную механическую работу, к полному количеству тепла, затраченному в процессе.

, пути изменения состояния термодинамич. системы. Процесс наз. обратимым, если он допускает возвращение рассматриваемой системы из конечного состояния в исходное через ту же последовательность промежут. состояний, что и в прямом процессе, но проходимую в обратном порядке. При этом в исходное состояние возвращается не только система, но и среда. Обратимый процесс возможен, если и в системе, и в окружающей среде он протекает равновесно. При этом предполагается, что равновесие существует между отдельными частями рассматриваемой системы и на границе с окружающей средой. Обратимый процесс - идеализир. случай, достижимый лишь при бесконечно медленном изменении термодинамич. параметров. Скорость установления равновесия должна быть больше, чем скорость рассматриваемого процесса. Если невозможно найти способ вернуть и систему, и тела в окружающей среде в исходное состояние, процесс изменения состояния системы наз. необратимым.

31. Цикл Карно. Диаграмма. Вывод к.П.Д. Цикла Карно.

В термодинамике цикл Карно — это обратимый круговой процесс, состоящий из двух адиабатических и двух изотермических процессов.

Цикл Карно состоит из четырёх обратимых стадий, две из которых осуществляются при постоянной температуре (изотермически), а две — при постоянной энтропии (адиабатически). Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T (температура) и S (энтропия).

1. Изотермическое расширение (на рис. 1 — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается, оно совершает механическую работу, а его энтропия возрастает.

2. Адиабатическое расширение (на рис. 1 — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом температура тела уменьшается до температуры холодильника , тело совершает механическую работу, а энтропия остаётся постоянной.

3. Изотермическое сжатие (на рис. 1 — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься под действием внешней силы, отдавая холодильнику количество теплоты . Над телом совершается работа, его энтропия уменьшается.

4. Адиабатическое сжатие (на рис. 1 — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается под действием внешней силы без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя, над телом совершается работа, его энтропия остаётся постоянной.

32. Второе начало термодинамики. Формулировка Клаузиуса. Вечный двигатель второго рода. Формулировка Кельвина  Планка. Энтропия. Приведенное количество теплоты. Термодинамическое определение энтропии. Изменение энтропии при изопроцессах. Принцип возрастания энтропии.

Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.

Клаузиус сформулировал второе начало следующим образом: невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых был бы переход теплоты от тела менее нагретого к телу более нагретому.

Вечный двигатель второго рода – периодически действующее устройство , основанное на втором законе термодинамики, которое совершает работу за счет охлаждения одного источника теплоты (например, внутренней энергии больших водоемов).

Кельвину принадлежит еще одна формулировка второго начала термодинамики. Она звучит слсдуюшим образом: невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых явилось бы отнятие от некоторого тела определенного количества теплоты и превращение этой теплоты полностью в работу.

Энтропия – это мера вероятности пребывания системы в данном состоянии.

Энтропия — мера рассеяния энергии. Это понятие также было введено Клаузиусом, который развил и облек второй принцип термодинамики.

Приведенное количество теплоты. Отношение dQ/T в выражении для энтропии.

Изменение эктропии при изопроцессах: зохорический, изобарический, изотермический, адиабатический

Принцип возрастания энтропии гласит, что с течением времени в замкнутой изолированной системе энтропия должна возрастать.