Определение теплоемкостей Ср , сv

1. Изохорный процесс(V =const)

,

(13)

2. Изобарный процесс(р =const)

дифференцируем:

уравнение Майера (14)

. (15)

18. Основные термодинамические процессы идеального газа. Политропный процесс, его частные случаи: изобарный, изотермический, адиабатный, изохорный

Термодинамическим процессомназыва­ет­ся совокупность последовательных состояний термодинамической системы, сопровождающаяся изменением всех или части параметров состо­яния.

Равновеснымназывается такой процесс, который протекает бесконечно медленно при отсутствии разности давлений и температур между термодинамической системой и окружающей средой.

Обратимымназывается равновесный процесс, протекающий в прямом и обратном направлениях через ряд одинаковых состояний и возвращающий термодина­мичес­кую систему и окружающую среду в исходное состояние.

.

Условия полной обратимости:

• механическое равновесие;

• тепловое равновесие;

• отсутствие диссипации (трения).

Политропнымназывается равновесный обратимый процесс, удовлетворяющий условиям:

1. рабочее тело – идеальный газ;

2.   я часть подводимой теплоты расходуется на изменение внутренней энергии (), оставшаяся часть теплоты расходуется на совершение работы ();

3. теплоемкость политропного процесса ;

. (1)

дифференцируем:

(16)

, (2)

показатель политропы (3)

уравнение политропы. (4)

, показатель адиабаты . (5)

Теплота в политропном процессе

при n=процесс адиабатный

Работа в политропном процессе

Частные случаи политропного процесса

1. изобарный процесс.

Рис. 2

приi = 5  = 0,71,

т.е. в изобарном процессе для двухатомного газа 71% подводимого тепла идет на нагрев газа и 29%  на работу расширения.

2. изотермический процесс.

Это процесс бесконечно медленный.

,

,

т.е. ни при каких конечных значения теплоемкости температура тела изменена быть не может.

3. адиабатный процесс.

Это процесс бесконечно быстрый.

, ,

в адиабатном процессе работа расширения совершается за счет уменьшения внутренней энергии.

4. изохорный процесс.

, ,

в изохорном процессе все подводимое тепло идет на увеличение внутренней энергии, т.е. на нагрев газа.

.

19. Второй закон термодинамики. Энтропия. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно

Циклом называется круговой процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное положение.

Прямой цикл

КПД двигателя

Обратный цикл

холодильный коэф-нт

отопительный коэф-нт

Цикл Карно– это цикл идеального двигателя, в котором тепло подводится и отводится в изотермических условиях при температурах нагревателяТ₁и холодильникаТ₂, переход отТ₁кТ₂и обратно осуществляется в адиабатных условиях.

А_ц = А₁₂ + А₂₃ + А₃₄ + А₄₁ (1)

, (2)

, (3)

, (4)

. (5)

. (6)

(7)

Теоремы Карно:

1. Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей при данных значениях температур нагревателя и холодильника, не может быть больше, чем коэффициент полезного действия машины, работающей по обратимому циклу Карно при тех же значениях температур нагревателя и холодильника.

2. Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей по циклу Карно, не зависит от рода рабочего тела, а зависит только от температур нагревателя и холодильника.

Зависимость КПД цикла Карно от температуры нагревателя (t₂ = 0 ^oC)

t1, oC	100	400	800	1000	2000	4000
t, %	21	56	73	77	81	99

; , (8)

теорема Карно послужила основанием для установления термоди­нами­чес­кой шкалы температур, такая термодинамическая шкала не связана со свойствами какого-то определенного термометрического тела.