рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Второе начало термодинамики. Цикл Карно

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Второе начало термодинамики. Цикл Карно

Второе начало термодинамики. Цикл Карно - раздел Образование, Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса и размер молекул Второе Начало Термодинамики:Невозможно Постр...

Второе начало термодинамики:Невозможно построить периодически действующую тепловую машину, которая бы всю подводимую к ней теплоту превращала в работу, т.е. всегда .

Французский инженер Сади Карно предложил идеальный цикл, который даёт максимальное значение КПД. Этот цикл состоит из двух изотерм и двух адиабат и носит название цикла Карно.

- изотермическое расширение при

- адиабатическое расширение

- изотермическое сжатие при

- адиабатическое сжатие

Рис. 2.2 Цикл Карно в координатах (P, V).

Вычислим КПД цикла Карно для идеального газа. При изотермическом процессе внутренняя энергия идеального газа остаётся постоянной. Поэтому количество полученной газом теплоты равно работе , совершаемой газом при переходе из состояния 1 в состояние 2 (рис. 2.2). Эта работа равна где – масса идеального газа в тепловой машине.

Количество отдаваемой холодильнику теплоты равно работе , затраченной на сжатие газа при переходе его из состояния 3 в состояние 4. Эта работа равна.

Для того, чтобы цикл был замкнутым, состояние 1 и 4 должны лежать на одной и той же адиабате. Отсюда вытекает условие:

Аналогично для состояний 2 и 3 справедливо условие:

Разделив одно соотношение на другое, приходим к условию замкнутости цикла:

Подставляя и в выражение для КПД, получим:

. (2.2)

В результате получим формулу для КПД цикла Карно:

где - температура нагревателя, - температура холодильника. КПД цикла Карно является максимальным КПД из всех возможных циклов, осуществляемых в данных температурных интервалах и .

Соотношение (2.2) составляет содержание теоремы Карно для обратимого цикла:

Для необратимого цикла теорема Карно принимает вид:

В общем случае можно объединить эти две записи теоремы Карно:

. (2.3)

Преобразуем (2.3) следующим образом:

, , или

В результате получим

Для обратимого цикла Карно: ,

для необратимого цикла Карно: .

Тогда в случае произвольного обратимого цикла можно получить:

, (2.4)

а в случае произвольного необратимого цикла:

Соотношение (2.4) показывает, что величина, стоящая под знаком интеграла, является функцией состояния. Эта функция состояния обозначается буквой S и называется энтропией. Наряду с внутренней энергией U энтропия S играет важную роль в термодинамике.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса и размер молекул

М К т Изучает свойства вещества давление температуру и так далее как суммарный результат действий молекул при этом пользуется статическим...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Второе начало термодинамики. Цикл Карно

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основные положения молекулярно-кинетической теории
1. Все вещества состоят из мельчайших частиц - атомов и молекул. 2. Молекулы и атомы любого вещества находятся в непрерывном хаотическом движении, которое называется тепловым движением

Масса и размеры молекул
Для характеристики масс атомов и молекул применяются следующие величины: Атомная масса – масса атома вещества, выраженная в а.е.м. Молекулярная масса – масса

Термодинамические параметры и процессы. Урав-е сост-я идеального газа.
Для описания состояния термодинамической системы вводятся физические величины, которые называются термодинамическими параметрами или параметрами состояния системы. Обычно в качестве термодин

Основное ур-е молекулярно-кинетической теории гага.
1) Молекулы газа движутся только вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений. Если в сосуде содержится N молекул, то в любой момент времени вдоль каждой из осей координат будет двигаться

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия ИГ
Числом степеней свободы i системы называется количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение системы. Так, положение в пространстве материальной точки полностью

Максвелловское распределение энергии по степеням свободы молекул газа. Внутренняя энергия идеального газа
В случае идеального газа число молекул в единице объема, имеющих значение компоненты скорости в интервале от vx до vx + dvx может быть представ

Характерные скорости молекул газа. Опыт Штерна
1.-наиболее вероятная скорость молекул

Больцмановское распределение частиц газа по потенциальной энергии. Распределение Максвелла-Больцмана.
Если газ находится во внешнем силовом поле, то частицы газа обладают потенциальной энергией eп . Распределение молекул идеального газа по высоте в однородном гравитационном поле.

Средняя длина свободного пробега молекул газа. Понятие о вакууме
Под средней длиной свободного пробега понимают среднее расстояние, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями. За секунду молекула в среднем проходит расстояние,

Явление переноса: теплопроводность ИГ
Явления переноса в газах. Общие закономерности. Беспорядочность теплового движения молекул газа, непрерывные соударения между ними приводят к постоянному перемешиванию частиц и изменению и

Диффузия и внутреннее трение в идеальном газе
Явление переноса — диффузия — заключается в самопроизвольном взаимном проникновении и перемешивании частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел. При этом различают самодиффузию

Первое начало термодинамики. Теплоемкость ИГ. Работа газа при изменении его объема
Первое начало термодинамики: Количество теплоты, сообщённое газу, идёт на приращение внутренней энергии газа и на совершенигазом работы над внешними телами.

Термодинамика изохорического процесса: V=const.
Рассмотрим закон, описывающий этот процесс, и его график в координатах (P,V). Этот закон является частным случаем уравнения Менделеева-Клапейрона (уравнения состояния идеального газа)

Термодинамика изотермического процесса: T=const.
Приведем закон, описывающий этот процесс, и его график в координатах (P,V). Рассмотрев два состояния идеального газа 1 и 2, получим

Термодинамика адиабатического процесса: dQ=0.
Адиабатический процесс - это процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Поскольку dQ = 0, то первое начало термодинамики принимает вид:

Политропические процессы
Политропическими процессами называются процессы, при которых теплоемкость газа остается постоянной. Найдем уравнение состояния идеального газа при политропическом процессе, т.е. уравнение

Энтропия и 2-е начало трмодинамики
Энтропия – это такая функция состояния, дифференциал которой определяется отношением:

Реальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое состояние и его параметры.
Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева. Зависимости между его параметрами показывают, что молекулы в реальном газе взаимоде