ий цикл.
Як показують спостереження - всі види енергії, в кінцевому рахунку, перетворюються в теплоту, яка потім розсіюється в навколишнє середовище.
Міра цього розсіювання характеризується ентропією. Чим більше розсіюється (знецінюється) енергія, тим більше збільшується ентропія.
Термодинамічний цикл - це сукупність термодинамічних процесів, після скоєння яких, система повертається в початковий стан.
Для того, щоб від теплової машини можна було отримати корисну роботу, необхідно виконати наступні умови:
1. Необхідно наявність робочого тіла, тобто тіла, за допомогою якого, здійснюється взаємне перетворення теплоти і роботи;
2. Необхідно наявність двох джерел теплоти з різними температурами (нагрівач і охолоджувач);
. Робота теплової машини повинна бути циклічною, тобто робоче тіло, роблячи ряд процесів, має повертатися у вихідне положення.
Розглянемо найпростіший цикл теплової машини
l 1=S 1 a 2 v 2 v 1 січня
Tн> Т 0
У початковому стані робоче тіло має тиск і об'єм - p 1 і v 1
При підводі до робочого тіла теплоти q 1 система переходить в другий стан, здійснюючи при цьому позитивну роботу l 1, чисельно рівну площі.
У процесі стиснення (повернення системи в початковий стан) від робочого тіла необхідно відводити теплоту q 2 до охолоджувача, з температурою T +0. У цьому процесі витрачається робота l 2 (робота системи - негативна) l 2=S 2 b 1 v 1 v 2 лютого.
Таким чином, робота циклу (l ц=l 1 + (-l 2)) дорівнює сумі робіт всіх процесів циклу (l ц=S 1 a 2 b 1)
Перший закон ТД для процесів даного циклу буде мати вигляд
Складемо рівняння для ТД процесів a і b з урахуванням того, що зміна внутрішньої енергії за цикл дорівнює 0, отримаємо
Робота циклу теплової машини дорівнює різниці підведеної і відведеної теплоти. Щоб отримати велику роботу циклу, необхідно, щоб ця різниця була більше.
Щоб цього досягти, необхідно одночасно із стисненням охолоджувати робоче тіло. При цьому споживається менше значення роботи, що витрачається на стиск.
Якщо при стиску не охолоджувати робоче тіло, то робота стиснення буде дорівнює роботі розширення. І робота циклу буде дорівнює нулю (l ц=0)
ККД теплової машини.
Ступінь досконалості роботи теплової машини оцінюється коефіцієнтом корисної дії
ККД теплової машини завжди менше 1 або 100%, тому що частина теплоти, підведеної до робочого тіла, необхідно відводити в навколишнє середовище.
Таким чином, доведена формулювання другого закону ТД (формулювання Карно). Повне перетворення теплоти в роботу за допомогою теплової машини - неможливо.
Лекція 12. Обчислення ентропії
Рівняння першого закону ТД () в диференціальної формі має вигляд:
Висловимо тиск з рівняння Клапейрона:.
Оскіль...
