Физика. Ч.1. Белякова В.И - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

62 63
где
V
Р
CC
CC
n
-
-
=
– показатель политропы.
При
const,0
γ
=g== PVnС
– уравнение адиабаты;
при
const
,
1
=
=
¥
Þ
n
C
– уравнение изотермы;
при
const,0
=
=
=
PnCC
P
– уравнение изобары; (6.45)
при
const,
=
¥
=
=
VnCC
V
– уравнение изохоры.
6. 8. Круговые процессы. Обратимые и необратимые процессы.
Тепловая машина. Второе начало термодинамики
Круговой процесс (цикл) – это процесс, в результате которого си-
стема, пройдя через ряд промежуточных состояний, возвращается
в исходное состояние.
Любой цикл включает два процесса: расширение газа (участок
1–2, а на рис. 6.6, а), в котором работа А
12
> 0, и сжатие газа (участок
2–1, b), где работа А
21
< 0. Таким образом, работа за цикл определяется
как А = А
12
– А
21
.
Так как система воз-
вращается в исходное со-
стояние, то ее внутренняя
энергия остается постоян-
ной. Рис. 6.6, а иллюстри-
рует прямой цикл, который
лежит в основе действия
тепловой машины, а 6.6, б –
обратный, реализованный
в холодильной установке.
Схема работы тепловой ма-
шины представлена на
рис. 6.7.
За цикл рабочее тело получает от нагревателя количество тепла
1
Q
и отдает холодильнику количество теплоты
2
Q
. Полезная работата
определяется разностью полученной и отданной теплоты
2
1
QQ
-
,
а коэффициент полезного действия выражается как
.
1
21
1
Q
QQ
Q
A
-
==h
(6.46)
Все циклы, а также тепловые про-
цессы, протекающие в природе, являют-
ся необратимыми.
Термодинамический процесс
(цикл) называется обратимым, если при
совершении его сначала в прямом, а за-
тем в обратном направлениях, как сама
система, так и все внешние тела возвра-
щаются в исходное состояние. Если это
не выполняется, то процесс необратим.
Второе начало термодинамики допускает несколько формулиро-
вок:
1. Невозможен вечный двигатель второго рода, т. е. периодически
действующий двигатель, совершающий работу за счет охлаждения од-
ного источника теплоты.
2. Невозможен процесс, единственным результатом которого яв-
ляется превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивален-
тную ей работу (формулировка Кельвина).
3. Теплота никогда не может переходить сама собой от тел с более
низкой температурой к телам с более высокой температурой (формули-
ровка Клаузиуса).
6. 9. Цикл Карно и его КПД
Карно рассмотрел работу идеальной тепловой машины, обладаю-
щей наибольшим коэффициентом полезного действия
max
h
.
В основе цикла Карно лежит круговой процесс, представленный
на рис. 6.8, состоящий из двух изотерм (1–2 и 3–4) и двух адиабат (2–3
и 4–1). В качестве рабочего тела используется один моль идеального газа,
заключенный в сосуд с подвижным поршнем.
Работа на участке 1–2 (T = const) – количество тепла, полученное
газом от нагревателя
1
Q
, равно работе расширения газа
12
A
, которая
определяется как
P P
V V V
1
V
1
V
2
V
2
A
A
b
b
a
a
1
1
2
2
б
а
Рис. 6.6
T
1
T
2
Q
1
Q
2
A
Тепловой
двигатель
Рис. 6.7

Страницы