Политропический процесс
Политропический процесс –это процесс, который протекает при постоянной теплоемкости газа (С=const).
Выше рассмотренные процессы являются частным случаем политропического процесса.
Уравнения политропического процесса:
- показатель политропы
где Cmx – молярная теплоемкость газа при данном изопроцессе.
Можно показать, что уравнению политропического процесса удовлетворяют все изопроцессы в идеальных газах.
Например, для изобарического процесса имеем Сmх = Сmр
pV0 = p = const.
Очевидно, что при Сmх = 0, n = γ, тогда из уравнения политропического процесса получаем уравнение адиабаты:
При Сmх = ¥, n = 1 – уравнение изотермы
При Сmх = СmV , n = ±¥ – уравнение изохорического процесса.
Уравнение адиабатного процесса ( уравнение Пуассона).
35. Второе начало термодинамики (ВНТ). Тепловые машины.
Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Круговые процессы.
Обратимые процессы.
В термодинамике большое значение имеет рассмотрение различных термодинамических процессов и циклов.
Среди них: обратимые и необратимые; замкнутые и не замкнутые; круговые и некруговые циклы; а также специальные циклы и т.д.
Обратимым процессомназывается процесс при прохождении которого термодинамической системой в прямом, а затем в обратном направлении, система возвращается в исходное (первоначальное) состояние, при этом в окружающей среде не остается никаких следов (изменений).
Примерамиобратимых процессовмогли бы быть все механические, электрические процессы, при которых не происходит потеря тепла.
Признаками обратимых процессов являются следующие особенности:
1. Допускается обратный ход, путем простого изменения направления процесса.
2. Восстановление исходного состояния не требует подвода энергии из вне.
3. Процессы протекают без трения и теплопередачи.
4. Процесс не оставляет ни в одном из участвующих тел системы длительного изменения состояния.
5. Оба направления процессов (прямое и обратное) являются равноправными и равновероятными.
Рассмотрение обратимых процессовважно по двум причинам:
1) многие процессы в природе и технике практически обратимы;
2) Обратимые процессы являются наиболее экономичными; имеют максимальный КПД, что позволяет указать пути повышения КПД реальных тепловых двигателей.
Необратимые процессы.
Тепловые процессы которые могут протекать только в одном направлении называются необратимыми процессами. Как показывает опыт, многие тепловые процессы являются необратимыми.
Например, при тепловом контакте двух тел с разными температурами тепловой поток всегда направлен от более теплого тела к более холодному. Никогда не наблюдается самопроизвольный процесс передачи тепла от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой. Следовательно, процесс теплообмена при конечной разности температур является необратимым.
Необратимыми являются процессыпревращения механической работы во внутреннюю энергию тела из-за наличия трения, процессы диффузии в газах и жидкостях, процессы перемешивания газа при наличии начальной разности давлений и т. д. Все реальные процессы необратимы, но они могут сколь угодно близко приближаться к обратимым процессам.
Признаками необратимых процессов являются следующие особенности:
1. Необратимые процессы идут сами по себе лишь в одном направлении.
2. Энергия этих процессов тратиться без восстановления, упускается возможность совершить полезную работу.
3. Состояние термодинамической системы изменяется на длительное время.
Таким образом, с учетом этих признаков можно утверждать, что все реальные процессы являются необратимыми.
Обратимые процессы являются идеализацией реальных процессов.