Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Тепловые двигатели и холодильные машины
|
|
Тепловой двигатель - это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет полученной извне теплоты.
Термостатом называется термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами практически без изменения собственной температуры.
Рабочее тело - это тело (газ или пар), совершающее круговой процесс и обменивающееся энергией с другими телами.
Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой 
, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты 
, а термостату с более низкой температурой 
, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты 
. При этом рабочее тело расширяется и совершает работу 
(рис.18).
Термический КПД двигателя:
Чтобы КПД был равен 1, необходимо, чтобы 
, а это запрещено
вторым началом термодинамики.
Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине: от термостата с более низкой температурой 
за цикл отнимается количество теплоты и отдается термостату с более высокой температурой 
. При этом 
или 
.
Количество теплоты 
, отданное системой термостату 
, больше количества теплоты 
, полученного от термостата 
, на величину работы, совершенной над системой.
Эффективность холодильной машины характеризует холодильный коэффициент 
- отношение отнятой от термостата с более низкой температурой количества теплоты к работе 
, которая затрачивается на приведение холодильной машины в действие:
.
Теорема Карно
Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей 
и холодильников 
, наибольшим КПД обладают обратимые машины. При этом КПД обратимых машин, равны друг другу и не зависят от природы рабочего тела, а определяются только температурами нагревателя и холодильника.
|
Для построения рабочего цикла использует обратимые процессы. Например, цикл Карно состоит из двух изотерм (1–2, 2-4), в которых теплота полностью превращается в работу, и двух адиабат (2-3, 4–1), в которых изменение внутренней энергии полностью превращаются в работу (рис. 19).Рассмотрим изменение энтропии рабочего тела. Общее изменение энтропии в цикле: 
Так как мы рассматриваем только обратимые процессы, общее изменение энтропии 
.
Последовательные термодинамические процессы в цикле Карно:
| Процесс | Работа | Изменение энтропии | Наблюдается |
Изотермическое расширение 1—2
| 
| 
| тело принимает теплоту |
Адиабатическое расширение 2—3
 ; 
| 
| 
| охлаждение
до 
|
изотермическое сжатие 3-4
| 
| 
| тело отдает теплоту |
адиабатическое сжатие
 ; 
| 
| 
| восстановление начального состояния 
|
Общее изменение энтропии в равновесном цикле: 
, поэтому: 
-максимальный КПД теплового двигателя.
Следствия:
1. КПД цикла Карно не зависит от рода рабочего тела.
2. КПД определяется только разницей температур нагревателя и холодильника.
3. КПД не может быть 100% даже у идеальной тепловой машины, так как при этом температура холодильника должна быть 
, что запрещено законами квантовой механики и третьим законом термодинамики.
4. Невозможно создать вечный двигатель второго рода, работающий в тепловом равновесии без перепада температур, т.е. при 
, так как в этом случае 
.
Тепловые двигатели повышают энтропию замкнутой системы.
РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ
Date: 2016-05-15; view: 979; Нарушение авторских прав