32. Адиабатический процесс, уравнение Пуассона. Работа газа в адиабатическом процессе.

Адиабатический процесс – термодинамический процесс, при котором система не обменивается теплотой с окружающей средой.

где γ – показатель адиабаты.

–уравнение Паусона.

Работа газа в этом процессе.

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

Круговой процесс — процесс, при котором газ, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное. Если круговой процесс на диаграмме P-V протекает по часовой стрелке, то часть тепловой энергии, полученной от нагревателя, превращается в работу. Так работает тепловая машина. Если круговой процесс на диаграмме P-V протекает против часовой стрелки, то тепловая энергия передается от холодильника (тела с меньшей температурой) к нагревателю (телу с большей температурой) за счет работы внешней силы. Так работает холодильная машина.   Коэффициент полезного действия тепловой машины равен отношению работы за цикл к полученной от нагревателя тепловой энергии :.Холодильный коэффициент холодильной машины равен отношению тепловой энергии , отобранной от холодильника за цикл, к затраченной работе :.

Цикл Карно — круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

1 – 2 — изотермическое сжатие при температуре ,. 2 – 3 — адиабатическое расширение от температуры до ,. 3 – 4 — изотермическое сжатие при температуре ,4 – 1 — адиабатическое сжатие от температуры до ,. Согласно уравнению Пуассона:. Коэффициент полезного действия (кпд) цикла Карно — отношение суммарной работы за цикл к полученному теплу:,. Таким образом, кпд цикла Карно всегда меньше единицы (100%) и зависит только от соотношения температур холодильника и нагревателя:.

34. Обратный цикл Карно. Холодильная машина.

Обратный цикл Карно положен в основу действия тепловых насосов. В отличие от холодильных машин тепловые насосы должны как можно больше тепловой энергии отдавать горячему телу, например системе отопления. Часть этой энергии отбирается от окружающей среды с более низкой температурой, а часть — получается за счет механической работы, производимой, например, компрессором.

Теорема Карно послужила основанием для установления термодинамической шка­лы температур. Сравнив левую и правую части формулы (59.4), получим

(59.5)

т. е. для сравнения температур Т₁ и T₂ двух тел необходимо осуществить обратимый цикл Карно, в котором одно тело используется в качестве нагревателя, другое — холо­дильника. Из равенства (59.5) видно, что отношение температур тел равно отношению отданного в этом цикле количества теплоты к полученному. Согласно теореме Карно, химический состав рабочего тела не влияет на результаты сравнения температур, поэтому такая термодинамическая шкала не связана со свойствами какого-то опреде­ленного термометрического тела. Отметим, что практически таким образом сравни­вать температуры трудно, так как реальные термодинамические процессы, как ухе указывалось, являются необратимыми.

Холодильная машина – это машина, работающая по обратному циклу Карно (рис. 5.4). То есть если проводить цикл в обратном направлении, тепло будет забираться у холодильника и передаваться нагревателю (за счет работы внешних сил).

       Обратный цикл Карно можно рассмотреть на примере рис. 5.5. При изотермическом сжатии В–А, от газа отводится количество теплоты Q₁ приТ₁. В процессе изотермического расширения D–С к газу подводится количество теплоты Q₂.

       В этом цикле ,и работа, совершаемая над газом, отрицательна, т.е.

(5.5.3)

       Если рабочее тело совершает обратный цикл, то при этом можно переносить энергию в форме тепла от холодного тела к горячему за счет совершения внешними силами работы.

       Для холодильных машин, работающих по циклу Карно

.