Второе начало термодинамики

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Второе начало термодинамики

Содержание

2. Тепловая машина – периодически действующий двигатель, предназначенный для преобразования в полезную работу теплоты, получаемой извне (выделяемой
3. Условная схема тепловой машины и ее термодинамический цикл: ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ Работа газа за цикл:
4. ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ Коэффициент полезного действия цикла (КПД) – отношение полезной работы А, совершенной за
5. ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ . Холодильная машина - осуществляет охлаждение различных тел за счет совершения работы
6. 1850 г., Р. Клаузиус: Теплота не может самопроизвольно перейти от более холодного тела к более теплому.
7. Обратимый процесс – процесс, в результате которого система переходит из одного состояния в другое и возможен
8. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ Необратимые процессы возникают в системах, в которых наблюдается нарушение состояния равновесия, и
9. За весь цикл производится работа: Цикл Карно – состоит из двух изотерм и двух адиабат. ЦИКЛ
10. Первая теорема Карно: Коэффициент полезного действия любой обратимой тепловой машины, работающей по циклу Карно, не зависит
11. 1-2: изотермическое нагревание 2-3: адиабатное расширение 3-4: изотермическое сжатие 4-1: адиабатное сжатие ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ КАРНО
12. 2-3: 4-1: [26] [28] Вторая теорема Карно: КПД любой тепловой машины, работающей по необратимому циклу, меньше
13. Неравенство Клаузиуса - приведенное количество теплоты в процессе 1-2 δQ – теплота, переданная системе от резервуара
14. [26], [28] Неравенство Клаузиуса [30] Приведенное количество теплоты, полученное системой в обратимом цикле Карно, равно нулю.
15. Неравенство Клаузиуса Можно показать, что утверждения, сделанные относительно приведенного количества теплоты, полученного системой за цикл Карно
16. Энтропия . [34] Пусть процесс 1а2b - обратимый [31] Энтропия – это функция состояния термодинамической системы,
17. Энтропия [32] [36] Обобщая (35) и (36) на любые процессы: Если процесса 1а2 - обратимый, а
18. Энтропия идеального газа Уравнение (37) в дифференциальном виде: СV – молярная теплоемкость идеального газа [38] [39]
19. . Закон возрастания энтропии В адиабатически изолированной системе δQ = 0 [37] Закон возрастания энтропии: В
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Тепловая машина – периодически действующий двигатель, предназначенный для преобразования в полезную

работу теплоты, получаемой извне (выделяемой вследствие сгорания топлива, ядерных превращений, нагрева солнечными лучами и т. д).

Обязательные составляющие тепловой машины:
рабочее тело
нагреватель
холодильник

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Примеры: двигатель внутреннего сгорания,

Слайд 3

Условная схема тепловой машины и ее термодинамический цикл:
ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Работа

газа за цикл:

Qн – количество теплоты, полученное от нагревателя;
Qх – количество теплоты, отданное холодильнику.

Слайд 4

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Коэффициент полезного действия цикла (КПД) – отношение полезной

работы А, совершенной за цикл, к количеству теплоты Qн, переданному от нагревателя:

(1)

Слайд 5

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
.
Холодильная машина - осуществляет охлаждение различных тел

за счет совершения работы внешними силами.

Холодильный
коэффициент:

(2)

Слайд 6

1850 г., Р. Клаузиус:
Теплота не может самопроизвольно перейти от

более холодного тела к более теплому.
1851 г., В. Томсон (лордом Кельвин):
В природе невозможен круговой процесс, единственным результатом которого была бы механическая работа, совершаемая за счет отвода теплоты от теплового резервуара.

Невозможность создания тепловой машины, которая бы полностью преобразовывала теплоту в работу. Такая тепловая машина с η = 1 называется вечным двигателем второго рода.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Слайд 7

Обратимый процесс – процесс, в результате которого система переходит из одного

состояния в другое и возможен обратный процесс, в результате которого она, пройдя через ту же последовательность промежуточных состояний, вернется в исходное состояние так, что в окружающих телах не произойдет никаких изменений. В противном случае процесс называется необратимым.
Квазистатический (равновесный) процесс - ≡ обратим.

ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ

Слайд 8

ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
Необратимые процессы возникают в системах, в которых

наблюдается нарушение состояния равновесия, и возникают потоки частиц, энергии и т. д.
Пример необратимого процесса в механике: колебание маятника. Если трения нет, процесс является обратимым

Слайд 9

За весь цикл производится работа:
Цикл Карно – состоит из двух

изотерм и двух адиабат.

ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ КАРНО

Слайд 10

Первая теорема Карно: Коэффициент полезного действия любой обратимой тепловой машины, работающей по

циклу Карно, не зависит от природы рабочего тела и устройства машины, а является функцией только температуры нагревателя и холодильника.

ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ КАРНО

Слайд 11

1-2: изотермическое нагревание
2-3: адиабатное расширение
3-4: изотермическое сжатие
4-1: адиабатное сжатие
ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ

КАРНО

Слайд 12

2-3:
4-1:
[26]
[28]
Вторая теорема Карно: КПД любой тепловой машины, работающей по необратимому циклу,

меньше КПД машины с обратимым циклом Карно с теми же самыми температурами нагревателя и холодильника:

[29]

ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ КАРНО

Слайд 13

Неравенство Клаузиуса
- приведенное количество теплоты в процессе 1-2
δQ –

теплота, переданная системе от резервуара с температурой Т.

Для обратимого цикла Карно:

За весь цикл:

[30]

Слайд 14

[26], [28]
Неравенство Клаузиуса
[30]
Приведенное количество теплоты, полученное системой в обратимом цикле

Карно, равно нулю.

Для необратимого цикла Карно:

Приведенное количество теплоты, полученное системой в необратимом цикле Карно, меньше нуля.

Слайд 15

Неравенство Клаузиуса
Можно показать, что утверждения, сделанные относительно приведенного количества теплоты,

полученного системой за цикл Карно справедливы и для любых круговых процессов.

Для любого обратимого
кругового процесса:

Для любого необратимого
кругового процесса:

Приведенное количество теплоты в замкнутом цикле для любой термодинамической системы не может быть больше нуля:

[31]

- неравенство Клаузиуса

[32]

[33]

Слайд 16

Энтропия
.
[34]
Пусть процесс 1а2b - обратимый
[31]
Энтропия – это функция состояния термодинамической системы,

приращение S2 – S1 которой равно приведенному количеству теплоты, которое нужно сообщить системе, чтобы перевести ее из состояния 1 в состояние 2 по любому обратимому пути:

[35]

Слайд 17

Энтропия
[32]
[36]
Обобщая (35) и (36) на любые процессы:
Если процесса 1а2 - обратимый,

а
2b1 – необратимый

[37]

Слайд 18

Энтропия идеального газа
Уравнение (37) в дифференциальном виде:
СV – молярная теплоемкость идеального

газа

[38]

[39]

Слайд 19

.
Закон возрастания энтропии
В адиабатически изолированной системе δQ = 0
[37]
Закон возрастания энтропии: В

адиабатически изолированной термодинамической системе энтропия не может убывать: она или сохраняется, если в системе происходят только обратимые процессы, или возрастает, если в системе протекает хотя бы один необратимый процесс.

Второе начало термодинамики

Содержание

Тепловая машина – периодически действующий двигатель, предназначенный для преобразования в полезную

Условная схема тепловой машины и ее термодинамический цикл:ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫРабота

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫКоэффициент полезного действия цикла (КПД) – отношение полезной

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ. Холодильная машина - осуществляет охлаждение различных тел

1850 г., Р. Клаузиус: Теплота не может самопроизвольно перейти от

Обратимый процесс – процесс, в результате которого система переходит из одного

ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ Необратимые процессы возникают в системах, в которых

За весь цикл производится работа:Цикл Карно – состоит из двух

Первая теорема Карно: Коэффициент полезного действия любой обратимой тепловой машины, работающей по

1-2: изотермическое нагревание2-3: адиабатное расширение3-4: изотермическое сжатие4-1: адиабатное сжатиеЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ

2-3:4-1:[26][28]Вторая теорема Карно: КПД любой тепловой машины, работающей по необратимому циклу,

Неравенство Клаузиуса - приведенное количество теплоты в процессе 1-2 δQ –

[26], [28]Неравенство Клаузиуса [30]Приведенное количество теплоты, полученное системой в обратимом цикле

Неравенство Клаузиуса Можно показать, что утверждения, сделанные относительно приведенного количества теплоты,

Энтропия.[34]Пусть процесс 1а2b - обратимый[31]Энтропия – это функция состояния термодинамической системы,

Энтропия[32][36]Обобщая (35) и (36) на любые процессы:Если процесса 1а2 - обратимый,

Энтропия идеального газаУравнение (37) в дифференциальном виде:СV – молярная теплоемкость идеального

.Закон возрастания энтропииВ адиабатически изолированной системе δQ = 0[37]Закон возрастания энтропии: В

Похожие презентации

Условная схема тепловой машины и ее термодинамический цикл:
ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Работа

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Коэффициент полезного действия цикла (КПД) – отношение полезной

ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
.
Холодильная машина - осуществляет охлаждение различных тел

1850 г., Р. Клаузиус:
Теплота не может самопроизвольно перейти от

ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
Необратимые процессы возникают в системах, в которых

За весь цикл производится работа:
Цикл Карно – состоит из двух

1-2: изотермическое нагревание
2-3: адиабатное расширение
3-4: изотермическое сжатие
4-1: адиабатное сжатие
ЦИКЛ КАРНО. ТЕОРЕМЫ

2-3:
4-1:
[26]
[28]
Вторая теорема Карно: КПД любой тепловой машины, работающей по необратимому циклу,

Неравенство Клаузиуса
- приведенное количество теплоты в процессе 1-2
δQ –

[26], [28]
Неравенство Клаузиуса
[30]
Приведенное количество теплоты, полученное системой в обратимом цикле

Неравенство Клаузиуса
Можно показать, что утверждения, сделанные относительно приведенного количества теплоты,

Энтропия
.
[34]
Пусть процесс 1а2b - обратимый
[31]
Энтропия – это функция состояния термодинамической системы,

Энтропия
[32]
[36]
Обобщая (35) и (36) на любые процессы:
Если процесса 1а2 - обратимый,

Энтропия идеального газа
Уравнение (37) в дифференциальном виде:
СV – молярная теплоемкость идеального

.
Закон возрастания энтропии
В адиабатически изолированной системе δQ = 0
[37]
Закон возрастания энтропии: В