АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Билет 13. 1) В изолированной системе возможны только такие процессы, при которых энтропия системы возрастает

Читайте также:
  1. Билет 1
  2. БИЛЕТ 1
  3. Билет 1
  4. БИЛЕТ 1
  5. Билет 1
  6. Билет 1
  7. Билет 1
  8. Билет 1
  9. Билет 1 Восточные славяне. Расселение, основные занятия, религия. Военная демократия.
  10. Билет 1. Предмет истории как науки: цели и задачи ее изучения
  11. Билет 1.(12)
  12. Билет 10

1) В изолированной системе возможны только такие процессы, при которых энтропия системы возрастает. Т.е. dS≥ 0 или dS≥ dQ/T .

Второе начало термодинамики определяет направление термодинамических процессов и указывает на физический смысл энтропии: энтропия - мера рассеяния энергии, т.е. характеризует ту часть энергии, которую нельзя превратить в работу.

Принцип Tомсона - процесс, при котором работа переходит в тепло без количественных изменений состояния системы, необратим, т.е. невозможно полностью преобразовать в работу всё тепло, взятое от тела, не производя никаких др. изменений состояния системы.

Наиболее совершенным в отношении КПД является цикл Карно, который состоит из двух изотерм (1-2, 3-4) и двух адиабат (2-3, 4-1).

При изотермическом расширении от нагревателя отбирается тепло Q1 (на участке 1-2). Вследствие этого температура газа поддерживается неизменной. Соответственно, параметры точки 2 будут равны P2V2T1. На участке 2-3 происходит адиабатное расширение. Внутренняя энергия газа уменьшается и его температура падает до T2. Параметры точки 3 – P3V3T2 . На участке 3-4 газ изотермически сжимается. Параметры точки 4 - P4V4T2. Выделяющееся при этом тепло Q2 отбирается холодильником. Участок 4-1 -адиабатическое сжатие до исходного состояния, соответствующего точке 1. Таким образом, завершен цикл “1-2-3-4-1 и в итоге нагреватель отдал газу теплоту Q1 , а холодильник отобрал Q2 . Разность Q1 - Q2 определяет полезную работу газа за один цикл, так как согласно I началу термодинамики бQ =бA + dU , но для кругового процесса dU=0 и, следовательно бQ=бA.

 

Определим коэффициент полезного действия цикла Карно для обратимого процесса. Теплота подводится на участке 1-2 и отводится на участке 3-4. Для изотермического процесса внутренняя энергия Q=const и все подводимое тепло расходуется на работу Q1.= A.

Тогда

или

 

Для изотермического процесса работа

С учетом последних выражений

Покажем, что

 

Так как процессы на участках 2-3 и 1-4 адиабатические, для определения связи между V3 и V2 и V2 и V4 используем уравнение Пуассона в виде Следовательно, и

Разделим эти уравнения и получим

Тогда выражение для к.п.д. (9.24) примет вид

Эта формула справедлива только для обратимого цикла Карно.

 

 

2.

Энтропия системы физическая величина, элементарное изменение которой при переходе системы из одного состояния в другое равно полученному или отданному количеству теплоты, деленному на температуру, при которой произошел этот процесс. Энтропия, подобно внутренней энергии, является однозначной функцией состояния системы.

Бесконечно малое изменение энтропии определяется соотноше-

нием dS=dQ/T

При переходе системы из одного состояния в другое, изменение эн-

тропии можно рассчитать так

S=S2-S1=12dQ/dT

На основании первого начала термодинамики

dQ=dU+dA=CvdT+pdV=CvdT+RT/V*dV

тогда

dQ/T=Cv*dT/T+R*dV/V

 

S=S2-S1=T1T2V1V2dQ/dT=Cv*lnT2/T1+R*lnV2/V1

Известно, что при изотермическом процессе T = const, т.е. T1=T2,

тогда S= R*lnV2/V1

Пр изохориическом процессе V = const, т.е. V2 = V1. Таким образом

S=Cv*lnT2/T1

 

 

...

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)