67.Тепловой двигатель, принцип работы и принцип карно.

Вечный двигатель второго рода – периодически действующий двигатель, совершающий работу за счёт получения теплоты извне. Принцип работы от термостата с более высокой температурой Т1 называется нагревателем, за цикл отнимается кол-во теплоты Q1, а термостату с более низкой темп. Т2, называемому холодильником, за цикл пере даётся кол-во теплоты Q2, при этом совершается работа:A=Q1-Q2ɳ=A/Q1=1-Q2/Q1Чтобы был ра вен 1, необходимо, чтобы Q2 = 0 (тепловой двига тель должен иметь один источник теплоты). Корно показал, что для работы теплового двигателя необ ходимо не менее 2-х источн. тепла с различным Т.

Термостат – это термодинамическая система, ко торая может обмениваться теплотой с окружающи ми телами без изменения своей температуры.

Теорема Корно: Из всех периодически действую щих тепловых машин, имеющих одинаковую тепло ту нагревателя Т1 и холодильника Т2 наибольшая обладают обратимые машины. При этом обрати мые машины работающие при одинаковых Т1, Т2 раны друг другу, и не зависят от природы рабочего тела.

68.Холодильные машины.

Холодильная машина – это периодически действующая установка, в которой за счёт работы внешних сил, теплота передаётся от менее нагре тых тел к более. Принцип работы: система изоцик ла термостат с более низкой Т2 отнимается кол-во теплоты Q2 и отдаётся термостату с более высокой температурой Т1 количество теплоты Q1. Для кругового процесса:Q=A;Q=Q2-Q1;Q2-Q1= - A

Т.е. кол-во теплоты Q1, отданное системой источнику теплоты при более высокой температуре Т1 больше кол-ва теплоты Q2, полученного от исто чника теплоты с меньшим Т2 на величину работы совершённую над системой. Без совершения ра боты нельзя отбирать тепло от менее нагретого тела к более нагретому. Эффективность холо дильной машины характеризуется холодильным коэффициентом:ɳ=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)цикл Карно

69.Цикл. Карно. Работа за цикл и термический кпд цикла Карно.

A12=m/M R T1 lnV2/V1=QA23= -m/M Cv (T2-T1)

A34=m/M R T2 lnV2/V1= -Q2A41= -m/M Cv(T1-T1)= -A2Это наиболее эффективный процесс, состоящий из двух изотерм и двух изобар. На учас тке 1-2 происходит изотермическое расширение, т.е V2>V1, а работа его равна А1-2. Работа за весь цикл:A=A12+A23+A34+A41=Q1-Q2Работа опреде ляется площадью ограничен. рассмат.изотермами и адиобатами.ɳ=(Q1-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1Реальные газы. Жидкости.

70.Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Критерии различных агрегатных состояний вещества.

Твёрдые тела. Сила и потенциаль ная энергия межмолекулярного взаимодействия при рассмотрении реальных газов, т.е. газов, свойства которых зависят от взаимодействия моле кул, надо учитывать силы межмолекулярного взаи мод. Они короткодействующие и проявляются на расстоянии меньше 10-9ст. м. На расстоянии r = r0 силы притяжения и отталкивания равны. r0 соот ветствует равновесному расстоянию между моле кулами на которых бы они находились в отсутствии теплового движения.При r<r0 преобладают силы отталкивания, при r>r0 преобладают силы притяже ния. Из приведённой потенциальной кривой следу ет, что система из двух взаимодействующих молекул в состоянии устойчивого равновесия (r = r0) обладает минимальной потенциальной энергией. Критерии различных агрегатных состояний вещ-ва:

nmin<<kT(в-во находиться в газообразном состоянии)nmin=kT(в-во в жидком состоянии)

nmin>>kT(в-во в твердом состоянии)

71 Уравнение Ван-дер-Вальса. Учет собственного оъема молекул. Учет притяжения молекул.

Объем одного моля реального газа V_m-b, где b-об ъем занимаемый самими молекулами. b равен учетверенному собственному объему молекул. Де йствие сил притяжения между молекулами газов приводит к появлению дополнительного давления на газ - внутреннее давление. P=a/V²_m-внутреннее дав ление обратно пропорционально квадрату моляр ного объема, а-постоянная Ван-дер-Вальса, хара ктеризующая силы молекулярного притяжения. Ур авнение Ван-дер-Вальса (P-a/V²_m)*(V_m-b)=RT-для одного моля реального газа; PV_m=RT-для одного моля идеального газа. Поправки Ван-дер-Вальса a и b постоянные для каждого газа величины.

72 Изотермы Ван-дер-Вальса и их анализ. Изотермы Ван-дер-Вальса-кривые опре деляющие зависимость давления от молекулярного объема при заданных температурах для одного моль газа. При некоторой температуре Т_крит на изотерме появляются точки перегиба, в них касательная параллельна оси абсцисс. Точка К- критическая. Давление и объем в этой точке называются кри тическими. Изотерма реального газа отличается от изотермы идеального газа только некоторым искажением формы. При низкой температуре изотермы имеют волнообразный участок. Сначала монотонно опускаясь, затем монотонно поднима ясь. При одной Т (Т<Т_крит) одному значению Р может соответствовать три значения объема V₁,V₂,V₃ ,а при Т>Т_крит только одно значение объема. В критической точке К все три корня (объема) совпадают и равны объему при Т_крит. Р(V-V_крит)³=0.Рассмотрим одну из изотерм. При T<T_крит На участке 765 при уменьшени объема давление возрастает, аналогично на участ ке 321.На участке 543 объем уменьшается, а дав ление должно увеличиваться. Наличие участка 3-5 означает , что при постепенно изменяемом объ еме вещество не может оставаться виде одноро дной среды. Т.е. в некоторый момент времени происходит распад вещества на две фазы. Т.к. истинная изотерма –ломанная 1-7 , то в состояниях соответствующих кривой 2-6 наблюдается равно весие жидкости и газа. Если через крайние точки горизонтальных участков семейства изотерм про вести линию, то получится колоколообразная кри вая, которая ограничивает область двухфазных со стояний вещества – эта кривая и критическая изо терма делит диаграмму PV под изотермой на три области. Пар- это вещество находящееся в газо образном состоянии при Т<Т_крит. Насыщенный пар- пар находящийся в равновесии со своей жидкос тью. Пар отличается от остальных состояний тем , что при изотермическом сжатии , его можно под вергнуть сжижению. Газ при Т>Т_крит не может быть превращен в жидкость не при каком давлении.