Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Лекція 3

§ 11 Перший закон термодинаміки. Окремий випадок закону збереження

енергії для термодинамічних систем

Перший закон термодинаміки говорить: якщо до термодинамічної системи підводиться певна кількість теплоти, то частина її витрачається на зміну внутрішньої енергії і частина на роботу:

(a)

Можна І закон термодинаміки виразити через ентальпію:

H=U+pV

dH=dU+pdV+Vdp;

Якщо розглянемо випадок під час V=const, то будемо мати V=const

dH=dDU+Vdp.

Так як

dU=CvdT=Q.

Тоді з попереднього рівняння маємо

dH=Q+Vdp - тепловий баланс системи.

Звідси (б)

, , деі називається наявною роботою.

Приймаючи до уваги, що

Енергетичний баланс системи для випадку коли до цієї системи підводиться теплота –Vdp=L_H(наявна робота).

, запишемо; (в).;

Підставляючи рівняння (в) у рівняння (а) і (б) отримаємотоді ,

Ці рівняння називаються термодинамічними тотожностями, які включають в себе всі термодинамічні параметри термодинамічного стану.

Для випадку коли під час підведення теплоти до системи температура залишається незмінною, тоді зміна внутрішньої =0, так як,

∆U=mc_Vv∆T=0

T=const

∆T=0 і маємо Q=L

Другий закон е формулювання І закону термодинаміки: під час підведення певної кількості теплоти отримують еквівалентну роботу і навпаки. Q=L , і це називається. Принцип принцип еквівалентності теплоти і роботи.

Третє формулювання говорить: Неможливо побудувати вічний двигун першого роду,тобто нема і не може бути такого двигуна,який би без підведеннядвищення теплоти виконував би роботу.

§ 12 Термодинамічний процес

У плоскій системі координат рівноважний стан позначають точкою,якщо підводиться теплота,робоче тіло буде розширюватись і змінювати свій стан .

Термодинамічним процесом називається сукупність змін стану робочого тіла ,якщо під час зміни стану робоче тіло розширюється,то процес називається процесом розширення або прямим процесом у таких процесах теплота перетворюється в роботу.

Якщо в процесі робоче тіло буде стискатись, то такий процес називається процесом стиснення або зворотним процесом (холодильник).

Оборотним називають процес, який протікає як в прямому ,так і в зворотному напрямку і робоче тіло проходить через одні і ті ж проміжні стани і повертається в початковий стан без витрати на то енергії. Ознакою оборотного процесу є відсутність тертя.

Необоротним називається процес, в результаті якого неможливо повернення системи в первісний стан без витрати на то енергії із зовні: є наявність тертя .

Аналіз термодинамічних процесів проводиться за допомогою графічного методу. Для цього використовують дві системи координат.

Зображення процесів в плоскій системі координат називається діаграмою.

У pv- діаграмі площа під кривою 1-2-б-а в деякому масштабі виражає роботу процесу

pdv= l (елементарна робота) =

Tds=q

ds=q

Таким чином, у Тs- діаграмі площа під кривою процесу 1-4 являє собою теплоту процесу.

Під час енергетичного аналізу термодина-мічної системи складають енергетичний баланс цієї системи у вигляді 1 з-ну тТермодинаміки.

Q=U+L

Теплота і робота є вектори, які можуть мати як позитивний, так і від'ємний напрямок. За абсолютним значенням енергія завжди позитивна, тому математичний знак «+» чи «-» вказує на напрямок вектора цієї величини.

§13 Другий закон термодинаміки

Другий закон термодинаміки вивчає напрям термодинамічних процесів і глибину їх протікання.

Розглянемо ізольовану термодинамічну систему, в якій проходять оборотні процеси. Ізольованою називається система, яка не обмінюється з навколишнім середовищем ні енергією ні речовиною.

ds=Q/T Q=Tds Tds=0

dU=0 Q=0 T≠0

ds=0 (1)

Якщо в цій системі протікає необоротний процес, то в результаті подолання тертя витрачається наявна робота, яка перетворюється в теплоту. Ця теплота додається до енергії самої системи, що приводить до зростання ентропії.

З рівняння термодинамічної тотожності:

ТdS= dH –Vdp

Так як, розглядається ізольована система, то для неї dH=0. Тоді, ТdS= –Vdp = Lн. Так як Lн>0 то і dS>0 (2)

Звідси з (1) і (2) маємо, що ds≥0 (3)

Вираз (3) є математичним виразом другого закону термодинаміки,який формулюєтьсяя – перше формулювання.:

Якщо в ізольованій системі протікає оборотний процес, то ентропія системи не змінюється і ds = 0.

Якщо в ізольованій системі протікає необоротний процес, то ds > 0, тобто ентропія зростає, але ніколи ентропія під час протікання довільних процесів не може зменшитись, тобто ds≥0.

Це говорить про те, що довільні термодинамічні процеси завжди протікають у напрямку збільшення ентропіі і завершуються коли ентропія набуває максимальних значень.

II закон термодинаміки. Теорема Клаузіуса

Теплота не може передаватись від менш нагрітого тіла до більш нагрітого сама собою без витрати на те роботи ззовні (холодильні установки)

3-тє формулювання II закону термодинаміки

Неможливо побудувати вічний двигун другого роду, тобто нема і не не може бути такого двигуна, який би всю підведенуОдведену теплоту перетворював би у роботу.

Джерелом енергії називають тіло, температу- ра якого залишається незмінною під час підведення або відведення до нього теплоти.

Розглянемо приклад, коли маємо

1 бензин

2 двигун

1) гаряче джерело Т₁

2) холодне джерело Т₂

Зміна параметрів стану у кругових процесах = 0

T₁>T₂ – працює

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція 3	\|	Лекція 5

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.