|
Термодинамическим процессом называется совокупность последовательных состояний термодинамической системы, сопровождающаяся изменением всех или части параметров состояния.
Равновесным называется такой процесс, который протекает бесконечно медленно при отсутствии разности давлений и температур между термодинамической системой и окружающей средой.
Обратимым называется равновесный процесс, протекающий в прямом и обратном направлениях через ряд одинаковых состояний и возвращающий термодинамическую систему и окружающую среду в исходное состояние.
.
Условия полной обратимости:
· механическое равновесие;
· тепловое равновесие;
· отсутствие диссипации (трения).
Политропным называется равновесный обратимый процесс, удовлетворяющий условиям:
1. рабочее тело – идеальный газ;
2. j - я часть подводимой теплоты расходуется на изменение внутренней энергии ( 
), оставшаяся часть теплоты расходуется на совершение работы ( 
);
3. теплоемкость политропного процесса 
;
. (1)
дифференцируем: 
(16) 
, (2)
- показатель политропы (3)
- уравнение политропы. (4)
, 
- показатель адиабаты . (5)
Теплота в политропном процессе
при n = g 
- процесс адиабатный
Работа в политропном процессе
Частные случаи политропного процесса
1. 
- изобарный процесс.
|
при i = 5 j = 0,71,
т.е. в изобарном процессе для двухатомного газа 71% подводимого тепла идет на нагрев газа и 29% - на работу расширения.
2. 
- изотермический процесс.
|
Это процесс бесконечно медленный.
, 
,
Т.е. ни при каких конечных значения теплоемкости температура тела изменена быть не может.
3. 
- адиабатный процесс.
|
Это процесс бесконечно быстрый.
, 
,
В адиабатном процессе работа расширения совершается за счет уменьшения внутренней энергии.
4. 
- изохорный процесс.
|
, 
,
В изохорном процессе все подводимое тепло идет на увеличение внутренней энергии, т.е. на нагрев газа.
.
Второй закон термодинамики. Энтропия. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно
Цикломназывается круговой процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное положение.
|
Прямой цикл
-КПД двигателя
Обратный цикл
-холодильныйкоэф-нт
-отопительныйкоэф-нт
|
Цикл Карно – это цикл идеального двигателя, в котором тепло подводится и отводится в изотермических условиях при температурах нагревателя Т1 и холодильника Т2, переход от Т1 к Т2 и обратно осуществляется в адиабатных условиях.
Ац = А12 + А23 + А34 + А41(1)
, (2)
, (3)
,(4)
. (5)
. (6)
(7)
Теоремы Карно:
Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей при данных значениях температур нагревателя и холодильника, не может быть больше, чем коэффициент полезного действия машины, работающей по обратимому циклу Карно при тех же значениях температур нагревателя и холодильника.
Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей по циклу Карно, не зависит от рода рабочего тела, а зависит только от температур нагревателя и холодильника.
Зависимость КПД цикла Карно от температуры нагревателя (t2= 0 oC)
| t1, oC | ||||||
| ht, % |
; 
, (8)
теорема Карно послужила основанием для установления термодинамической шкалы температур, такая термодинамическая шкала не связана со свойствами какого-то определенного термометрического тела.
