4. Термодинамические процессы и их уравнения. Уравнения для вычисления работы процесса. Обратимые и необратимые процессы.

Реальный термодинамический процесс всегда необратим. Тем не менее в термодинамике говорят об обратимом процессе как о некоторой идеализированной схеме процесса. Рассмотрим некоторый равновесный процесс, совершаемый системой под влиянием внешнего воздействия так, что система последовательно проходит через ряд равновесных состояний из начального в конечное. Если ту же последовательность состояний можно реализовать в обратном порядке и при этом не изменить состояния окружающих тел, то процесс будет обратимым. При этом каждая из частиц системы вовсе не вернется в свое исходное состояние, важно только, что средние, равновесные характеристики системы примут свои начальные значения, а это происходит при обратимом процессе благодаря неразличимости или тождественности частиц системы.

4. Термический кпд циклов Отто, смешанного сгорания Тринклера (Сабатэ), Дизеля. Их сравнение.

4. Цикл Брайтона, его термический кпд. Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей.

Применение ГТУ: авиация; кораблестроение, танкостроение (Т-80), ТЭЦ, газо-, нефтеперекачивающие станции.

Виды циклов ГТУ:

ГТУ при постоянном давлении (цикл Брайтона), при постоянном объеме

4. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Энтропия.

Формулировка Клазиуса:

Теплота самопроизвольно передается только от тел с более высокой температурой к телам с меньшей температурой.

Формулировка Больцмана:

Природа стремится из состояния менее вероятного в состояние более вероятного. Наиболее вероятным состоянием является состояние равновесия.

Формулировка Карно:

100%-ое преобразование теплоты в работу при помощи тепловых двигателей невозможно: часть энергии будет отдана теплоприемнику.

Энтропия – функция состояния термодинамической системы, изменение которой в равновесном процессе равно отношению количества теплоты, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре системы

Рис.1

Tds = dq ; dq=Тds или для конечного участка процесса 1-2

получим

q =12∫Tds .

В системе координат Тs получим, что площадь под любым процессом, ограниченная крайними ординатами и осью абсцисс, представляет собой внешнее тепло, участвующее в процессе. Тепло, подводимое к системе, ТРТ, величина положительная, а отводимое - отрицательная.

4. T-S диаграмма и ее использование для расчетов циклов.

Энтропия есть функция состояния тела и, следовательно, зависит от параметров состояния тела и совершенно не зависит от характера протекания самого процесса, происходящего с рабочим телом. Каждому равновесному состоянию тела соответственно вполне определенное значение энтропии и обратно. Система координат Ts для изображения термодинамических процессов и отдельных состояний рабочего тела (рис. 1).

Рис.1

Tds = dq ; dq=Тds или для конечного участка процесса 1-2 получим

q =₁²∫Tds .

Тогда в системе координат Тs получим, что площадь под любым процессом, ограниченная крайними ординатами и осью абсцисс, представляет собой внешнее тепло, участвующее в процессе. Принято считать тепло, подводимое к системе, величиной положительной, а отводимое - величиной отрицательной.

Из уравнения Tds =dq видно, если в процессе тепло подводится, то энтропия в этом процессе будет возрастать (+dq, +ds) и, наоборот, если тепло отводится, то энтропия будет уменьшаться (-dq, -ds). При изображении термодинамических процессов в координатах Тs по изменению энтропии легко можно определить подводится или отводится тепло в этих процессах.