ІІ закон термодинаміки. Цикл Карно і типи процесів

1. Що таке самочинний процес?

Це процес, який проходить без втручання з боку оточуючого середовища (без його енергії). (напр. дифузія, теплопередача..)

2. Що таке несамочинний процес?

Це процес, який відбувається з наданням енергії збоку зовнішнього середовища (передача тепла від холодного до теплого)

3. Що таке оборотний процес?

Це такий процес, після проходження якого і саму систему і оточуюче середовище можна повернути в початковий стан.

4. Що таке необоротний процес?

Це такий процес, після проходження якого і саму систему, і оточуюче середовище неможливо одночасно повернути у початковий стан.

5. Співставити між собою роботу в оборотному і необоротному процесі.

6. Зобразити графічно різницю в роботі необоротного і оборотного ізотермічного розширення ідеального газу.

A оборот > A необорот – завжди. P

Необоротний процес оборотний процес

V V

7. Формулювання ІІ закону термодинаміки (розуміти зміст).

Не може вся теплота перетворюватись на роботу, частина розсіюється.

Неможливо передати тепло від холодного тіла до гарячого, не затративши при цьому енергію.

Неможливо створити вічний двигун 2-го роду

8. Зобразити загальну схему будь яких циклічних процесів що проходять в тепловій машині і записати його ККД.

(Q1-Q2)/Q1;

9. Зобразити графічно цикл карно в координатах PV і записати з яких процесів він складається.

1-2: ізотермічне розширення ідеального газу (T1=const; Q1 = - A1 = RT1ln(V2/V1))

2-3: адіабатичне розширення ідеального газу (dQ =0; dU = CvdT; A= Cv(T2-T1); T1>T2)

3-4: ізотермічне стиснення ідеального газу (T2=const; A = RT2ln(V4/V3); Q2<0)

4-1: адіабатичне стиснення ідеального газу (dQ =0; A = Cv(T1-T2))

SA = RT1ln(V2/V1) + RT2ln(V4/V3) + Cv(T2-T1) + Cv(T1-T2) = RT1ln(V2/V1) + RT2ln(V4/V3);

(V2/V1) = (V4/V3); тому SA = Rln (T2-T1) – сумарна робота по циклу карно.

10. Чому дорівнює робота в кожному процесі який складає цикл Карно і одержати вираз для сумарної роботи по циклу Карно.

1-2: ізотермічне розширення ідеального газу (T1=const; Q1 = - A1 = RT1ln(V2/V1))

2-3: адіабатичне розширення ідеального газу (dQ =0; dU = CvdT; A= Cv(T2-T1); T1>T2)

3-4: ізотермічне стиснення ідеального газу (T2=const; A = RT2ln(V4/V3); Q2<0)

4-1: адіабатичне стиснення ідеального газу (dQ =0; A = Cv(T1-T2))

SA = RT1ln(V2/V1) + RT2ln(V4/V3) + Cv(T2-T1) + Cv(T1-T2) = RT1ln(V2/V1) + RT2ln(V4/V3);

(V2/V1) = (V4/V3); тому SA = Rln (T2-T1) – сумарна робота по циклу карно.

11. Сформулювати теорему Карно.

Коефіцієнт корисної дії по циклу Карно є максимальним.

12. Сформулювати теорему Карно-Клаузіуса

Величина ККД по циклу Карно не залежить від природи робочого тіла (ідеальний газ, рідина, суміш газів)

13. Що таке ентропія (формула та зміст)

Ентропія – міра молекулярного хаосу.

dS = ;

14. Записати чому дорівнює зміна ентропії в ізохорному, ізобарному процесі,

Ізохорний процес – DS = = DS = ; Cv=const; DS = nCvln(T2/T1)

Ізобарний процес – DS = nCpln(T2/T1)

15. зміна ентропії при ізотермічному розширенні або стисненні ідеально газу,

T=const; DU = 0; Q = -A = RTln(V2/V1);

DS = Q/T = = Rln(V2/V1);

16. зміна ентропії при фазовому переході (+ приклади)

DS =

DS плавлення = S рідини - Sтверд. Тіла = DН плавлення /Т плавлення

DS випаровування = S газу – S рідини = DН випаровування/Т випаровування

DS сублімації = S газу- Sтверд. Тіла = DН сублімації /Т сублімації

17. Правило Річардсона (емпіричне).

DS плавлення = DН плавлення /Т плавлення @ 2 кал/моль К = 8 Дж/моль К – для простих речовин.

18. Правило Трутона

Правило Трутона: молярная энтропия испарения разных веществ при нормальной температуре кипения является постоянной величиной и равняется константе Трутона:

К = 89,12 Дж/моль К

19. Зміна ентропії при змішуванні газів та виведення формули.

20. Сформулювати постулат Планка.

Ідеальне кристалічне тверде тіло при 0 градусів К має ентропію - 0

21. Записати абсолютне значення ентропії твердого тіла, рідини, газу (при довільному тиску)

Дата добавления: 2015-05-24