Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2018-01-30 | 224 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Шкала температуры
Второй закон термодинамики позволяет установить температурную шкалу, не зависящую от термометрических свойств вещества. Запишем КПД цикла Карно:
или
,
где и – температуры высокотемпературного и низкотемпературного источников.
Пусть имеются три источника тепла с температурами .
Рисунок 6.4 К выводу термодинамической шкалы температур |
Возьмем три идеальные машины работающие по циклу Карно и осуществляющие между имеющимися источниками тепла три цикла Карно, как показано на рисунке 6.4. Составим для каждого из циклов соответствующие соотношения:
, , .
Циклы I и II образуют совокупную машину Карно, работающую в интервале температур и . Запишем термические КПД циклов Карно для совокупной машины I-II и машины III
; .
Поскольку машина III и составная машина I-II работают в одном интервале температур, то их КПД равны и их тепловые эффекты тоже одинаковы, следовательно, .
Разделим отношения теплот третьей и второй машины:
; .
Ранее было показано, что . Это возможно лишь в том случае, когда
,
т. е. значения функций и не должны зависеть от температуры Т 3.
Тогда
и выражение для термического КПД цикла Карно перепишется в виде
.
Для обратимого цикла Карно, реализуемого в бесконечно малом интервале температуры , т. е. при последнее выражение будет иметь вид
.
Разложим в ряд Тейлора
.
Ряд сходящийся и, ограничиваясь первыми его двумя слагаемыми, получим
.
Выбор температуры произволен, обозначая ее впредь как u, введем обозначение . Следовательно,
.
Получим дифференциальное уравнение, однозначно связывающее КПД обратимого цикла Карно с температурой J, которую называют термодинамической. Т. к. КПД цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела, так и термодинамическая температура не будет зависеть от термических свойств вещества. Проинтегрировав, получим
|
, (6.5)
где – некоторая постоянная температура, – теплота, соответствующая этой температуре.
Из последнего выражения (6.5) следует, что можно ввести множество различных шкал термодинамической температуры, варьируя выбором типа функции и начальной температурой .
Кельвин предложил выбрать такой, чтобы температурные интервалы шкалы были пропорциональны . В этом случае , тогда
. (6.6)
Пусть температурам и соответствуют тепловые эффекты и , тогда можно записать соответствующие выражения
, а .
Разность температуры пусть будет равна известному температурному интервалу, например между температурами кипения воды и таяния льда
; ,
то есть , где .
С учетом выражения для расчета константы “ b ”, решая (6.6) относительно температуры , получим
. (6.7)
Таким образом, выражение (6.7), позволяет составить температурную шкалу. Такая температурная шкала получила название логарифмической. Следуя, лорду Кельвину будем считать , а интервал равным 100 °С. Очевидно, что в этом случае , , следовательно, эта шкала предполагает наличие отрицательных температур. При ; , а при , , , . Это означает, что в логарифмической термодинамической шкале температурный интервал равен (-¥; ¥). Однако в виду неудобства использования такая шкала температуры не получила распространения.
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!