фывфыввфывфывфывфы. 7.Термодинамика. Что изучает термодинамика
 Скачать 0.53 Mb.
|
Циклы реальных тепловых двигателей.а.ДВС (карбюраторный). Цикл Карно.  Т.к. на изохорах работа не совершается, а работа на всасывание и на выброс газов равна и противоположна по знаку, то полезная работа за один цикл равна разности работ на адиабатах и изображается площадью цикла. б. двигатель Дизеля. Замкнутость циклов является условной, т.к. перед каждым циклом цилиндр заполняется определенной массой рабочего вещества и по окончании выбрасывается из цилиндра. Приведенные циклы являются теоретическими.  ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ Постулат Кельвина запрещает существование тепловогодвигателясКПД,равнымединице. Тепловойдвигатель,целикомпревращающийвработупоступающееотнагревателятепло,называетсявечнымдвигателемвторогорода. Обратимые и необратимые процессыРеальные процессы, которые происходят в природе и технике необратимы: они могут самопроизвольно идти лишь в одном определенном направлении. Обратные им процессы сами по себе никогда не протекают. Так, если привести в тепловой контакт горячее и холодное тело, то энергия в процессе теплообмена будет передаваться от горячего тела к холодному. Обратный процесс, в результате которого холодное тело еще больше остывало бы, а горячее еще больше нагревалось, в действительности сам по себе не происходит. Теплопередачаотгорячеготелакхолодномуявляетсянеобратимымпроцессом. Вспомним, опыт с падением свинцового шарика на свинцовую плиту (8 класс). Шарик падает на плиту и остается лежать на плите. Кинетическая энергия его механического движения переходит во внутреннюю энергию плиты и самого шарика. Энергетически возможен и обратный процесс: молекулы со стороны плиты синхронно ударят по шарику так, что он подпрыгнет обратно на ту высоту, с которой упал, а участок плиты при этом охладится, потеряв внутреннюю энергию). Но такое в природе никогда не наблюдалось. Превращениемеханическойэнергиивовнутреннююявляетсянеобратимымпроцессом. Второй закон термодинамики. Постулаты Клаузиуса и КельвинаНагретая печь или радиатор отопления передает тепло окружающему воздуху, другим менее нагретым предметам. Первое начало термодинамики ничего не говорит о направлении теплообмена - от какого из двух различно нагретых тел должна передаваться теплота. Оно допускает переход теплоты и от холодных тел к горячим. С точки зрения первого начала важно лишь соблюдение теплового баланса. Первое начало в принципе допускает и такой процесс, как самопроизвольный (без внешнего вмешательства) подъем тела на некоторую высоту за счет внутренней энергии этого тела, лишь бы убыль внутренней энергии точно равнялась приращению потенциальной энергии. Таким образом, первое начало оказывается недостаточным для описания большого числа явлений. В связи с этим, независимо от первого начала в науку введено в качестве научного принципа второеначалотермодинамики, являющееся обобщением опыта. Необратимость процессов теплопередачи от горячего тела к холодному и превращения механической энергии во внутреннюю была постулирована во втором законе термодинамики. Две эквивалентные формулировки второго закона термодинамики принадлежат Клаузиусу и Томсону (лорду Кельвину). ПостулатКлаузиуса.Невозможенкруговойпроцесс,единственнымрезультатомкоторогоявляетсяпередачатеплаотменеенагретоготелакболеенагретому. Процесс, при котором тепло передается от менее нагретого тела к более нагретому, происходит в холодильных машинах. Но эта передача тепла не является единственным результатом данного процесса. Происходят изменения и в других телах, например, работает внешний источник энергии. Постулат Клаузиуса утверждает невозможность самопроизвольной теплопередачи от холодного тела к горячему. ПостулатКельвина.Невозможенкруговойпроцесс,единственнымрезультатом которого является получение работы за счет охлаждениятепловогорезервуара. В тепловом двигателе работа получается за счет отвода тепла от нагревателя. Но получение работы не является единственным результатом данного процесса. Для обеспечения цикличности работы теплового двигателя какое-то количество теплоты должно быть отдано холодильнику. Поэтому происходят изменения и в других телах. ПостулатКельвиназапрещаетсуществованиетепловогодвигателясКПД,равнымединице. Тепловой двигатель, целиком превращающий в работу поступающее от нагревателя тепло, называетсявечнымдвигателемвторогорода.Он не противоречит закону сохранения энергии. Если бы такой двигатель был изобретен, люди получили бы возможность без потерь превращать в работу огромные запасы внутренней энергии морей и океанов. Ноневозможностьсоздать вечный двигатель второго рода как раз и утверждаетсяпостулатомКельвина. www.kormakov.ru Страница |