пятница, 3 апреля 2020 г.

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

Ответ #1:

 

Обратимым называется такой процесс, который может быть проведен в обратном направлении таким образом, что система будет проходить через те же самые состояния в обратной последовательности. Необратимым называется процесс, который не может быть проведен в обратном порядке. Круговым процессом или циклом называется процесс, начальная и конечная точки которого совпадают.

 

Второе начало термодинамики гласит, что невозможен такой процесс, единственным результатом которого стал бы переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Иначе говоря, невозможен самопроизвольный переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому.

 

Тепловым двигателем называется система, состоящая из нагревателя, холодильника и рабочего тела, которое совершает работу, отбирая тепло у нагревателя и отдавая тепло холодильнику. Тепловой двигатель работает по циклу. Работа, совершаемая двигателем за один цикл, равна разности количества теплоты, полученного от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику:

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

 

Коэффициентом полезного действия (КПД) теплового двигателя называется отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, получаемой от нагревателя:

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

Можно выразить КПД через количества теплоты:

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

 

Циклом Карно называется цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

 

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

 

Тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, и рабочим телом которого является идеальный газ, называется идеальным тепловым двигателем. КПД идеального теплового двигателя

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

КПД любого теплового двигателя не может превышать КПД идеального теплового двигателя.

 

Пример-задача

Рассчитайте работу, совершаемую идеальным тепловым двигателем с температурой нагревателя 800 К и температурой холодильника 250 К. Количество теплоты, забираемое тепловой машиной у нагревателя составляет 10 кДж.

Дано:Tн = 800 К, Тх = 250 К, Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

Найти:Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

 

Решение:

КПД идеального теплового двигателя

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

Работа, совершаемая двигателем

Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно

 

Ответ:Обратимые и необратимые процессы. II начало термодинамики. Тепловой  двигатель. КПД теплового двигателя. Цикл Карно.