Необоротність теплових процесів. Другий принцип термодинаміки

Застосування першого закону до ізопроцесів і до адіабатного процесу

1. При Т= const не збільшується U, тобто ∆U= 0, тому

Q=A або A = Q. Згідно з першим принципом не може бути тільки А > Q (неможливий "вічний двигун першого роду", який би дозволяв виконувати роботу більшу, ніж підведена ззовні енергія). У відсутності заборони А = <2 полягає недолік першого принципу.

2.При V= const: А = 0, Q =∆U.

3.При р = const вихідне рівняння першого закону незмінне.

4.При Q = 0: А = —∆U (робота здійснюється за рахунок деякої кількості внутрішньої енергії, яка в результаті зменшується).

Теплові процеси необоротні (при контакті гаряче тіло передає холодному деяку кількість теплоти, але зворотна теплопередача самочинно не відбувається). Це — спрощене формулювання другого принципу термодинаміки.

(Або ще: неможливе повне перетворення теплової енергії в механічну, неможливий "вічний двигун другого роду").

Теплові двигуни

Це багаторазово діючі пристрої, що перетворюють теплову енергію в механічну. Робоче тіло двигуна (газ) у вихідному стані при великих р і Т. При розширенні у контакті з нагрівачем, одержуючи від нього Q₁, газ здійснює роботу проти зовнішніх сил. Повертають газ у вихідний стан зовнішньою дією, при цьому газ віддає охолоджувачу ("холодильнику") Q₂. За рахунок різниці Q₁-Q₂ здійснюється робота за один цикл A₁(цикл, від "cycle" — це замкнений, або круговий, процес).

Недосконалі теплові двигуни двохстадні (двохтактні), їх ККД:

Будова теплової машини

Цикл Карно

Розрахунки, виконані Карно, показали, що максимальний ккд у чотирьохстадійного циклу: двіізотерми (1→2, 3→4) і дві адіабати (2→3, 4→1). Стадії 1→2 і 2→3 робочі, а 3→4 и 4→1 — допоміжні.

Висновки: 1) η < 1; 2) η тим >, чим >Т_1:.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 66; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!