Понятие о втором начале термодинамики

Обратимые и необратимые процессы

Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно и его КПД. Второе начало термодинамики

Обратимый процесс отвечает следующим условиям:

– его одинаково легко провести в двух направлениях (прямом и обратном)

– термодинамическая система при этом последовательно проходит через одни и те же промежуточные состояния

– при проведении прямого и обратного процесса не происходит изменений ни в самой термодинамической система, ни в окружающей его среде.

Идеальные процессы – изотермический, изобарический, изохорный, адиабатный – обратимы. Обратимые процессы – это абстракция идеальных реальных процессов, происходящих в природе.

Все реальные процессы в природе и технике необратимы, протекают с конечной скоростью (, т. е. меньше скорости света c), сопровождаются трением, диффузией и невосполнимо потерей энергии на нагревание окружающей среды.

Первое начало термодинамики не противоречит обратимости любого реального процесса при выполнении закона сохранения и превращения энергии.

Второе начало термодинамики дополняет первое, определяя направленность реальных процессов и подчёркивая их односторонность. Оно имеет ряд формулировок, различных по форме, но эквивалентных по содержанию.

Круговой процесс – процесс, при котором система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное.

Кельвин: Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого являются превращение теплоты, полученной от нагревателя в эквивалентную ей работу.

Клаузиус: невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

Принцип работы тепловых двигателей

Цикл работы теплового двигателя включает:

1. передача энергии от нагревателя к рабочему телу

2. расширение рабочего тела и совершение работы

3. передача неиспользованной энергии к холодильнику и возвращение системы в исходное состояние.

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяют как отношение совершённой двигателем работы к количеству тепла, полученному от нагревателя:

Цикл Карно

Французский инженер Сади Карно, изучая обратимые циклические процессы, установил, что наиболее эффективный (обладающий максимальным КПД) цикл работы теплового двигателя (цикл Карно) состоит в:

1 – 2: изотермическое расширение

2 – 3: адиабатное расширение с понижением температуры

3 – 4: изотермическое сжатие

4 – 1: адиабатное сжатие с повышением температуры

КПД теплового двигателя работающего по циклу Карно определяется следующим образом:

Раздел III. Электрическое поле в вакууме

1. Электрический заряд и его свойства. Взаимодействие зарядов. Напряжённость электростатического поля. Принцип суперпозиции. Расчёт электростатических полей

Дата добавления: 2015-04-24