ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
машины (рис. 2). В отличие от тепловых двигателей такие машины
не предназначены для получения механической работы из теплоты;
они позволяют осуществлять охлаждение различных тел за счет
совершения работы.
В холодильной машине вследствие совершения внешними
телами работы А’ над рабочим телом происходит отвод теплоты Q2
от охлаждаемого тела и передача теплоты Q1 тепловому
резервуару, в качестве которого обычно выступает окружающая
среда.
а б
Рис. 2. Схема холодильной машины (а) и ее термодин-й цикл (б)
КПД (холодильный коэффициент) холодильной машины
можно определить как отношение отведенного от охлаждаемого
тела количество теплоты Q2 к затраченной для этого механической
работе А′:
21
22
.
'' QQ
Q
A
Q
mx
−
==
η
.
(38)
Поскольку в зависимости от конкретной конструкции
холодильной машины количество отводимой от охлаждаемого тела
теплоты Q2 может как превышать затраченную работу
А′, так и
быть меньше ее. КПД холодильной машины в отличие от КПД
тепловой машины может быть как больше, так и меньше единицы.
кругового термодинамического процесса, изображенного на рис. 4.
Пусть процесс 1→2 будет необратимым, а 2→1 – обратимым.
Тогда неравенство Клаузиуса для этого случая примет вид
0
1221
<+
∫∫
→→
T
Q
T
Q
δ
δ
.
(51)
Так как процесс 2→1 является обратимым, для него можно
воспользоваться соотношением (49), согласно которому
21
12
SS
T
Q
−=
∫
→
δ
.
(52)
Подставив это выражение в неравенство (51), получаем
∫
→
>−
21
12
T
Q
SS
δ
.
(53)
Сопоставив выражения (49) и (53), приходим к неравенству
21
12
Q
SS
T
δ
→
−≥
∫
,
(54)
в котором знак равенства имеет место в случае, если процесс
обратимый, а знак «больше» – если процесс необратимый.
Неравенство (54) можно также записать в дифференциальной
форме
T
Q
dS
δ
≥ .
(55)
В адиабатически изолированной термодинамической системе,
для которой Q = 0, выражение (55) имеет вид
0≥dS ,
(56)
или в интегральной форме
12
SS ≥ .
(57)
Полученные неравенства представляют собой математическую
запись закона возрастания энтропии, который можно
сформулировать так: 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
20 25
