Вопрос 32. Адиабатный процесс, уравнение Пуассона. Работа газа в адиабатичδ процессе.

Адиабатным называется процесс протекающий в теплоизолированной системе. δQ=0 – ни на одном этапе не происходит теплообмена. Чтобы создать адиабатные условия надо:

1) либо изолировать систему; 2) либо создать условия быстрого протекания процесса. Адиабатный процесс в частности адиабатное расширение используется в холодильных установках. Первое начало термодинамики : δQ=0; dU+δA=0; δA= - dU – система изолирована, поэтому работа совершает за счет убыли внутренней энергии. A= -ΔU Если система совершает работу δA> 0 ,dU<0 – внутренняя энергия уменьшается. Если работа совершает внешние силы δA<0 ,dU>0 – энергия возрастает. При адиабатном процессе меняется все три параметра p, V, T . νСvdT= -pdV. УМК: pV= νRT,

p= ню=>. νСvdT+ нюdV=0 =>. В результате интегрирования получим:

lnT+ R/Cv lnV = const; lnT+ ;= const ;= const.

УМ: Обозначения: γ=- коэффициент Пуассона.

- Уравнение адиабаты в переменных TV.

УМК: pV=νRT ; T=pV/νR; = const.= const – уравнение Пуассона. Физический смысл: причиной изменения давления при изотермическом процессе является изменение объема, а причиной изменения объема в адиабатном процессе является и изменение объема и изменение температуры. это приводит к тому что при одном и том же изменении объема – давление сильнее меняется в адиабатном процессе. Работа газа в адиабатическом процессе:

Вопрос 33. Круговые процессы (циклы). Кпд тепловой машины. Цикл Карно и его термический кпд.

Круговым процессом (циклом) называется такой процесс в результате совершения которого термодинамическое тело пройдя через ряд промежуточных состояний возвращалось в исходное. На диаграмме pV такие циклы изображаются виде замкнутой кривой. Работа газа за цикл численно равна площади цикла взятой со знаком плюс, если цикл прямой и со знаком минус, если цикл обратный. Тепловым двигателем называется установка в которой в результате многократного повторения круговых процессов осуществляется превращение внутренней энергии выделенной при сгорании топлива в механическую работу.

Первое начало термодинамики: |Q1| = U2 –U1 + |A1| , где Q1 – тепло, получаемое телом от нагревателя. 1 Н Т/Д: -|Q1|=U1 – U2 - |A2|, где Q2<0 – тепло переданное холодильником.

|Q1| - |Q2|=|A1| - |A2|. Из количества теплоты Q1 взаимная работа телом от нагревателя величина Q2 отдает холодильнику, а остальная часть идет на совершение работы. Для характеристики эффективности работы тепловой машины вводится физическая величина называемая КПД теплового двигателя – КПД – скалярная физич величина равная отношению полезной работы совершенное рабочим веществом за цикл к количеству теплоты полученного от нагревателя. .A=|Q1|-|Q2|. .

Предполагается, что все этапы круговых процессов обратимы, то есть не учитываются потери. Анализируя работу тепловых машин обладающих малым КПД французский ученый Карно предложил цикл так называемый идеальная тепловая машина, которая обладает максимальным КПД и состоит из чередующихся между собой двух изотермических и адиабатических процессов. При адиабатном расширении: 1)осуществляется понижение температуры; 2)совершается работа за счет внутренней энергии рабочего вещества.

1-2: Q1=A1; Q1=νRT1 ln V2/V1=A1; V2> V1, A1>0, Q1>0

2-3: δQ1=0, dU=vCvdT; ΔU23= vCv(T2-T1)<0

1 Н т/д: 0= dU+δA; A2=- ΔU23; A2= v Cv(T2-T1)>0

3-4: T=const; dU=0; 1 H т/д: A3=Q3; A3=vRT2 ln V4/V3<0; Q3<0

4-1: δQ=0; 1 H т/д: 0= dU+δA; 0= ΔU41 + A4; ΔU41= v Cv(T1-T2); A4= v Cv(T2-T1)<0;

A=A1+A2+A3+A4; A= vRT1 ln V2/V1+ vCv(T1-T2)+ vRT2 ln V4/V3+ v Cv(T2-T1);

A= vRT1 ln V2/V1+ vRT2 ln V4/V3; ;

- справедлива только для тепловых машин работающих на цикле Карно. Из этой формулы видно, что КПД не зависит от рода вещества использующийся в идеальной тепловой машине, а зависит только от температуры нагревателя и температуры холодильника.