December 05 2016 16:35:08
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
второе начало термодинамики
Начала термодинамики

Рассмотрим замкнутую теплоизолированную систему, в которой самопроизвольно без каких-либо внешних воздействий происходят обратимые и необратимые процессы. Согласно нулевому началу термодинамики в результате этих процессов система переходит в конечное равновесное состояние. На основе результатов (4.2) и (4.6) для произвольного интервала времени ∆t данной эволюции системы изменение энтропии

img130,                                                 (4.7)

поскольку в силу теплоизолированности системы δQ≡0. Таким образом, за счет внутренних необратимых процессов энтропия замкнутой теплоизолированной системы в среднем растет и достигает своего максимального значения в конечном равновесном  состоянии. В этом состоит закон возрастания энтропии, который показывает определенную направленность самопроизвольных спонтанных процессов в замкнутой теплоизолированной системе с постоянной энергией.

Анализ работы тепловых машин, исследования обратимых и необратимых процессов, а также введение новой функции равновесного состояния термодинамической системы – энтропии позволило Р. Клаузиусу сформировать в наиболее общей форме второе начало термодинамики (1876г.) : «Существует функция S состояния системы, называемая энтропией, приращение которой для обратимых процессов

img131,                                               (4.8)

где δQ - количество теплоты, полученное или отданное системой при ее температуре T, а для необратимых процессов

img132,                                              (4.9)

где Т- температура окружающей среды». Отсюда вытекают другие частные формулировки второго начала термодинамики.

1) Теплота может самопроизвольно передаваться только от системы с большей температурой к системе с меньшей температурой, поскольку только в этом случае полная энтропия обеих систем возрастает. Отметим, что с помощью идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, возможно осуществление обратимого теплообмена между системами с разными температурами. Такой теплообмен возможен только за счет энергии, полученной системой от внешнего источника.

2) Максимальный к.п.д. любого теплового двигателя

img133,                                            (4.10)

где img134 - максимальная температура рабочего тела при получении теплоты от нагревателя и img135 - минимальная температура тела при передаче теплоты холодильнику.

Данный результат может быть получен путем применения неравенства Клаузиуса (4.5) к необратимому циклу произвольного теплового двигателя:

img136img137

и

img138 .

Отсюда следует, что для любого теплового двигателя без потерь

img139 .

Очевидно, что потери энергии лишь уменьшают к.п.д. теплового двигателя.

Максимальный к.п.д. достигается в случае обратимого цикла, где передача теплоты рабочему телу происходит при постоянной температуре нагревателя img140, а передача теплоты холодильнику – при постоянной температуре холодильника img141, т.е. при реализации цикла Карно.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,195,150 уникальных посетителей