13 Цикл Карно и его свойства
Пусть тепловая машина состоит из нагревателя с температурой TH, холодильника с температурой TX и рабочего тела.
Цикл Карно состоит из четырёх стадий:
Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается.
Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.
Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX.
Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.
При изотермических процессах
температура остаётся постоянной, при
адиабатических отсутствует теплообмен,
а значит, сохраняется энтропия (поскольку
при
δQ = 0).
Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.
14 термодинамические процессы. Классиф общие методы исслед-я
Термодинамические процессы, в которых не происходят изменения агрегатного состояния рабочего тела или его природы в результате протекания химической реакции, можно назвать простыми процессами, а конечное равновесное состояние, к которому приходит термодинамическая система, в этом случае является статическим со стоянием равновесия.
Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым. . Поскольку всегда имеет место рассеяние энергии ( например, за счет трения), то любой реальный процесс необратим.
Термодинамические процессы, в результате которых рабочее тело ( газы, получаемые при сгорании топлива в цилиндрах), проходя последовательно различные состояния, возвращается снова в первоначальное ( исходное) состояние, называются замкнутыми процессами, или циклами.
Термодинамический процесс, при котором система проходит через непрерывный ряд равновесных состояний, называют равновесным. Равновесный процесс характеризуется двухсторонностью, отсутствием каких-либо потерь, равенством температуры системы и внешней среды. Термодинамический процесс сопровождается в общем случае как производством работы совершающей процесс системой ( телом), так и подводом теплоты к ней от окружающей среды. Величина работы процесса была определена раньше; здесь будет рассмотрена теплота процесса.
15 Т/д процессы идеал газов. Уравнение политропы
Изохорный
Изобарный
Изотермический
l= RT ln(V2/V1)= RT ln(p1/p2)
s2-s1=R
ln(p1/p2)=R ln(V2/V1)
Адиабатный
K=1+R/Cv
