Нагреватель-рабочее тело- холодильник

В тепловой машине совершаемая работа за цикл A=Q1-Q2

N=A/Q1=(Q1-Q2)/Q1-КПД N=1, когда Q2=0

Невозможно создать тепловой двигатель. Работающий с 1 источником теплоты(вечный двигатель 2 рода)

В соответствии с формулировкой кельвина-планка вечный двигатель второго рода не возможен, не возможен и процесс. Единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя в эквивалентную её работу.

 нагреватель Q 1

В процессе работы холодильной машины отнимается теплота Q₂ от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Q₂-Q₁=A Q₁=Q₂-A=Q₂+A’

Т.о теплота Q1, отнимаемая от менее нагретого тела меньше теплоты Q1, передаваемая более нагретому телу на величину работы, совершаемой над системой над системой внешних сил. Теплота никогда не может переходить сама собой от тел с более низкой температурой к телам с более высокой температурой (формулировка Клаузиуса)

 

 

Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

Цикл карно-совокупность 4ч процессов и представлен на p,V диаграмме в виде 2х адиабат к 2х изотерм.

 

На участке 1-2 при изотермическом расширении газа внутренняя энергия газа не меняется. Газ совершает работу A12=(m/μ)RT1ln(V2/V1)

 

1-2: ∆U=0 A12=(m/μ)RT1ln(V2/V1)=Q1

2-3: на участке 2-3 газ совершает работу за счет убыли своей внутреннеё энергии.

А23=-(m/μ)C_V(T2-T1)

3-4: на участке 3-4 газ совершает работу A34=(m/μ)RT2ln(V4/V3)=-Q2

4-1: адиабатическое сжатие

A41=-(m/μ)C_V(T1-T2)=-A23

A=A₁₂+A₂₃+A₃₄+A₄₁=Q₁+A₂₃-Q₂-A₂₃=Q₁-Q₂

Т.о. для цикла Карно КПД определяется только температурой нагревателя и холодильника. Полученной выражение справедливо для обратимых тепловых машин работающих при одинаковых температурахнагревателя и холодильника и не зависит от конструкции машины

 

Энтропия

Из соотношений КПД

n=(Q1-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 вытекает Q2/Q1=t2/T1 Q1/T1-Q2-T2=0 Q2-отдаваемая теплота(со знаком «-») Q1/t1+Q2/T2=0

Q/T-приведенное количество теплоты

Т.о. для обратимой тепловой машины алгебраическая сумма, приведенных количеств теплоты =0. dQ/T

Равенство 0 интеграла по замкнотуму контуру означает что подинтегральное выражение dQ/T есть полный дифферинциал некоторой функции состояния системы, называемой энтропией dS dQ/T=dS

Изменение энтропии при переходе системы из одного состояния в другое состояние не зависит от пути, каким система переходила во второе состояние. Из рав-ва 0 последнего интеграла следует для обратимых процессов изменение энтропии равно 0, т.е ∆S=0

В ТД доказывается, что в случае необратимых процессов энтропия увеличивается, т.е. ∆S>0 ∆S>=0 – неравенство Клаузиуса

Т.о. энтропия замкнутой системы может возрастать ( в случае необрат процессов), либо оставаться неизменной(в случае обратимых процессов)

V=const,

T=const,

При адиабатическом процессе изменение состояния системы энтропия системы остается неизменной.

 

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: