Второй закон термодинамики

Закон определяет направление, в котором протекают процессы и устанавливаются условия преобразования тепловой энергии в механическую.

Все без исключения тепловые двигатели должны иметь горячий источник теплоты, рабочее тело, совершающее замкнутый процесс- цикл и холодный источник теплоты:

Где dS-полный дифференциал энтропии системы.

dQ- количество теплоты, полученной системой от источника тепла, при бесконечно малом процессе.

Т- абсолютная температура источника теплоты.

При бесконечно малом изменении состояния термодинамической системы, изменение энтропии системы определяется вышеназванной формулой, где знак равенства относится к обратимым процессам, знак больше к необратимым.

IS- диаграмма водяного пара.

Эта диаграмма намного упрощает тепловой расчет по сравнению с ТS- диаграммой, на которой количество теплоты определяется площадью, что неудобно (вычислить), а их iS - диаграмма определяет количество теплоты длиной отрезка. iS -диаграмма строится путем переноса частичных данных водяного пара.

А0- тройная точка.

К- критическая точка.

t1t12t3.

На НS- диаграмме откладываются изобары, изотермы, изохоры, а также линия постоянной степени сухости пара, также на диаграмме изображаются пограничные линии, образующие области влажного насыщенного пара и перегретого пара. Линии постоянной сухости пара выходят из критической точки пара К. С помощью НS - диаграммы состояние пара определяют точкой пересечения изобары и линией постоянной сухости X=const, а состояние перегретого Z= const или Р= const и V= const или V= const и t= const. На практике изображается только часть НS - диаграммы, параметры которой чаще встречаются при расчете.

Расчет тепловых параметров по is- диаграмме.

Расчет тепловых процессов водяного пара по is-диаграмме состоит в следующем:

1. По заданным параметрам пара находим начальные и конечные точки рассматриваемого процесса и определяем исходные величины (энтальпию, энтропию, удельный объем, температуру, давление) в начале и конце процесса.

2. По формулам вычисляем теплоту q, изменение внутренней энергии U, работу совершаемую в этом процессе.

а) Изохорный процесс удельный объем = const.

Дано: Р1; х; t2. Найти: v2; p2; i1; i2; S1; S2; U; l; q.

На пересечении изобары Р1 и линии х1, находим точку 1 начального состояния пара, а также соответствующую изохору v1, точку 1 на оси диаграммы определяемой i1 и S1, перемещаясь по изохоре до пересечения с изотермой t2. Найдем точку 2 и соответствующие ей Р2, i2,S2.

U=U2-U1=(i2 – p2 v2)-(i1 – p1v1)

i=U+l. l=0 ,так как процесс изохорный

q=U+l ; q=U;

б) Изобарный процесс Р=const.

Дано: Р1, х1.

Найти: Р2; i2; i1;S1;S2;v1;v2;t.

Р2=Р1

1. q=i2 –i1;

2. l=pv=p(v2-v1);

3. U-U2-U1=(i1 –p2v2)- (i1 –p1v1);

в)Изотермический процесс.

Дано : Р1, Р2; х1.

Найти: i2; i1;S1;S2;v1;v2;t.

q=TS

1) l=q-U;

2) U-U2-U1=(i1 –p2v2)- (i1 –p1v1);

г) адиабатный процесс:

Дано: Р1, х1, Р2

Найти: х2; S; v1; v2; t.

1. l=U=-(( i1 –p2v2)-( i1 –p1v1))

2. q=0;