2ТД (форм. Освальда) – теплота не может самопроизвольно передаваться от менее к более нагретым телам.
2ТД(форм. Карно) – невозможно создать периодически действующую тепло-механическую машину, которая бы всю подведенную теплоту превращала в работу(часть теплоты должна отводиться в окруж. среду).
Обратимый цикл. Условия обратимости требуют равенство температур, источников теплоты и рабочего тела в процессах передачи теплоты. Рассмотрим цикл АВСД
Разобъем его адиабатами на произвольное число циклов. Заменим получившийся цикл эквивалентными циклами Карно. Рассмотрим і-тий цикл, для него запишем ηt=1- = 1- ; T2i= Txi – холодного источника, Т1i=Тгi. Тогда = ; = ; = ; Увеличим число разбиений до бесконечности, тогда интеграл по контуру СДА : = . Перенесем интеграл в правую часть - =0. Учтем что Q2i= - , тогда Имеем математическое выражение 2ТД , где Ти – температура источника.
Необратимый цикл . температура горячего источника больше температуры холодного. Рассмотрим по аналогии цикл АВСД, у которого Т 2 > Т1
Тогда ηt= 1 – = .Ho T2i>T1i, => 1- < 1- ем все рассуждения, но с учетом записанного неравенства > . Имеем выражение
2 ТД для необратимого цикла < 0, ≤0 – интеграл Клаузиуса
Обратимый процесс Рассмотрим изолируемую систему в которой 2 тела обмениваются теплотой.
S из.сис = , тогда имеем математическое выражение
2ТД для разомкнутого обратимого процесса в изолируемой системе.
Необратимый процесс. Рассмотрим ту же схему, но ТА >ТВ .
ΔS из. сис = ΔSA + ΔSB , <ΔSB, ΔSB - >0
И получим обобщающее выражение для розомкнутых процессов ΔSиз.сис ≥0
Для необратимых ТД процессов, в которых часть удельной работы обязательно превращается в удельную теплоту δqтр, изменение удельгой энтропии dSнеобр = (δq+δqтр)/Т , где δq-удельная внешняя теплота в процессе. В случае необратимых ТД процессов dS необр> δq/Т – Это неравенство наз. Принципом возрастания энтропии
9. Цикл Карно.
Цикл Карно – это обратимый цикл, состоящий из 2-ух изотерм и двух адиабат .
ηt= 1- = 1- T2/T1 = ηtk. 1 теор. Карно –эффективность цикла
Карно не зависит от свойств рабочего тела, а определяется только уровнем
Температуры горячего и холодного источников. Так как цикл Карно
обратимый, темп. Т1 = Тг , а Т2 = Тх
2 теор. Карно в заданном диапазоне температур холодного и горячего источника
мах. КПД имеет цикл Карно, работающий в этом диапазоне.
Рассмотрим цикл Карно 1234, работающий в диапазоне горячего и холодного
источника ηt (ABCD)<ηt (abcd) = 1- , ηt (1234)= 1-(Tx/Tr), Tx≤T2m, Tr≥T1m
ηt (1234)≥ ηt(ABCD) . Выше рассмотрены прямые циклы, все это справедливо и
для обратного. Но для обратного цикла Карно холодильный коэф.εк =
Для отопительного коэф. φк = . Цикл Карно идеальный в лбом случае.