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.

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.

.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

47

.Второе начало термодинамики 2 формулировки по (Кельвину и Клаудису). Статистическое толкование.

II начало термо динамики определят направлении протекания тер модинамических проц., указывая какие проц. в при роде возможны, какие нет. Формулировка по Кель вину: невозможен круговой процесс, единственный результат которого является превращение теплоты, полученное от нагревателя в эквивалент его рабо ты. Формулировка по Клаузису: Невозможен кру говой процесс, единственным результатом которо го является передача теплоты полученная от менее нагретого тела к более. Второе начало термоди намики может быть сформулировано как закон возрастания S, т.е. любой необратимый процесс замкнутой системы происходит так, что энтропия системы при этом возрастает. Статическое толко вание второго начала термодинамики. Второе начало являясь статистическим законом описывает закономерное хаотическое движение большого числа частиц, составляющих замкнутой системы, поэтому возрастает S означает переход системы из менее вероятной в более вероятное состояние.

48

49

.Энтропия. Неравенство Клаудиусса. Изменение энтропии.

Энтропия – приведённое кол-во теплоты, сообщаемое телу в любом обрати мом процесс = 0. f бQ/T = 0 подинтегр. выраж. полный дифференциал некоторой ф-ции, кото рая определяется только состоянием системы и не зависит от пути каким система пришла в это сост. Ф-ция сост. дифференциала, которая являетсябQ/T – называется энтропией.Неравен ство Клаузиса. Если система освершает равновесный переход из сост. 1 в 2 DS12 = S2 – S1 = ∫бQ/T=∫(dU + бA)/T = m/M Cv∫dT/T + m/MR∫dV/V = dU = m/M CvT;

бA = m/M RT dV/V = m/M(Cv ln T2/T1 +R ln V2/V1);

Изменение энтропии DSидеального газа при переходе его из состояния 1 в 2 не зависит от вида процесса, а зависит от параметров начального и конечного состояния.Изоэнтропийный процесс – это процесс, протекающий, при постоянной энтропии. Это адиабатный обратимый процесс, для него бQ = 0 ; бS = 0

51 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.