Другий і третій закон термодинаміки.Ентропія. Цикл Карно.Двигуни
Процеси
штучні, які «самі по собі» відбуватись не можуть.
Необоротні.
природні, які «самі по собі» прямують до рівноважного стану, що
відповідає мінімальному значенню потенціальної енергії.
Оборотні.
Система може повернутися з одного стану в інший в результаті процесу при цьому не несе змін у навколишньому середовищі.
Система проходить через рівноважні стани
Система не може повернутися у інший стан при цьому не лишив змін у навколишньому середовищі
Усі процеси в природі необоротні
Другий закон термодинаміки.
Анрі Пуанкаре: неможливо привести в дію теплову
машину за допомогою лише теплового резервуара.
Рудольф Клаузіус у 1850 р :неможливо передати теплоту від більш холодної системи до більш гарячої, якщо не відбувається інших одночасних змін в обох системах або
тілах, які їх оточують.
Макс Планка: неможливо побудувати періодично
діючу машину, вся діяльність якої зводиться до підняття тягаря й охолодження теплового резервуара.
Вільям Томсон (лорд Кельвін): неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним результатом якого буде виконання роботи за рахунок теплоти, відібраної в нагрівника
Поняття ентропії.
Ентропія зростає в результаті перетворення твердих речовин у рідину, рідин — у газ, а також під
час розчинення речовин.
Під час конденсації,кристалізації ентропія речовин зменшується.
Ентропія, S — кількісна характеристика невпорядкованості системи;що більшою є хаотичність системи, то більше значення ентропії.
У ізольованій макроскопічній системі ентропія залишається або незмінною, або зростає (у нерівноважних процесах), досягаючи максимуму при встановленні термодинамічної рівноваги (закон зростання
ентропії).
Третій закон термодинаміки.
В області абсолютного нуля не відбувається теплообміну системи з навколишнім середовищем і що низка функцій
системи не залежить від температури.
Вальтер Нернст (1864–1941)
абсолютний
нуль температури недосяжний
Принцип дії теплових двигунів
Для роботи теплового двигуна потрібні нагрівник,охолоджувач і робоче тіло (газ чи пара).
У будь-якому тепловому двигуні відбувається перетворення енергії
палива в механічну енергію. енергія палива спершу перетворюється у внутрішню енергію газу (чи пари), що має високу температуру
Q1 + Q2 = A.
Робота будь-якого теплового двигуна полягає в повторюванні циклів зміни стану робочого тіла
Кожний цикл складається з:
2) робочого ходу (розширення робочого тіла й
перетворення частини отриманої ним енергії в механічну);
3) передавання невикористаної частини енергії охолоджувачу.
1) отримання
енергії від нагрівника;
η =A/Q
η =(Q1- Q2)/Q1
Цикл Карно.
ККД оборотного циклу Карно залежить від температур нагрівника T1 і холодильника T2
Цикл роботи ідеальної теплової машини складатиметься з двох ізотерм і двох адіабат
Робота,яку виконує газ,пропорційна площі фігури, обмеженої ізотермами й адіабатами
η(max)=(T1-T2)/T1
Шанько Вікторія