История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-09-10 | 288 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для обратимого цикла Карно имеем:
,
тогда или .
Если учесть в этом соотношении, что q 1 >0 (теплота подводится к рабочему телу) и q 2 <0 (теплота отводится от рабочего тела), то
или (4.6)
Отношение подводимой или отводимой теплоты к соответствующей абсолютной температуре называется приведенной теплотой. Выражение (6.6) показывает, что алгебраическая сумма приведенных теплот для обратимого цикла Карно равна нулю, т.е.
. (4.7)
Отношение считают полным дифференциалом функции состояния , называемой энтропией. Т.к. dq = Tds, то
(4.8)
Таким образом, алгебраическая сумма приведенных теплот для любого обратимого цикла равна нулю. Энтропия рабочего тела в результате совершения произвольного обратимого цикла не изменяется.
Уравнение (4.8), выведенное Клаузиусом в 1854 году, представляет собой аналитическое выражение второго закона термодинамики для произвольного обратимого цикла и называется первым интегралом Клаузиуса.
В цикле с необратимыми процессами при прочих равных условиях работа, совершаемая рабочим телом меньше, чем в цикле с обратимым процессом, и при одинаковх температурах источника теплоты и холодильника
h tнеобр<ht.
Поэтому при наличии в цикле необратимых процессов:
< 0 (4.9)
или после интегрирования по контуру
< 0(4.10)
Это неравенство представляет собой аналитическое выражение второго закона термодинамики для произвольного необратимого цикла и называется вторым интегралом Клаузиуса.
Объединяя (4.7) и (4.10), можно записать одно уравнение второго закона термодинамики для обратимых (=) и необратимых (<) циклов:
£ 0 (4.11)
Энтропия есть функция состояния рабочего тела, поэтому изменение энтропии как для обратимого, так и необратимого процессов будет одним и тем же.
|
Для элементарного необратимого процесса
> (4.12)
В общем виде для любого процесса изменение энтропии удовлетворяет соотношению
, (4.13)
где dq - количество теплоты, полученное телом от источника теплоты;
Т - абсолютная температура источника теплоты.
Знак равенства относится к обратимым, знак неравенства - к необратимым процессам.
Следует различать понятия энтропия тела и энтропия системы.
Энтропия не является функцией состояния системы, состоящей из нескольких тел (рабочее тело, холодильники и источники теплоты), каждое из которых характеризуется своими параметрами. Поэтому на изменение энтропии системы влияет характер процесса теплообмена между рабочим телом и источником теплоты. При протекании обратимых процессов энтропия системы остается постоянной; при необратимых процессах энтропия системы возрастает.
Если в адиабатной изолированной системе протекают только обратимые процессы, то
ds = dq/T,
для адиабатной системы это уравнение принимает вид: dq = Tds = 0
Так как Т ¹ 0, то для всей системы ds = 0 и s = const.
Таким образом, если в изолированной адиабатной системе протекают только обратимые процессы, то энтропия всей системы остается величиной постоянной.
Для адиабатной системы при наличии в ней необратимых процессов:
> . (4.14)
Т.к. dq = 0, то для адиабатной изолированной системы ds ³ 0, т.е. происходит увеличение энтропии.
В термодинамике большое значение имеет понятие работы, которую совершает система при изменении своего состояния и условий, при которых получается максимальная работа.
Максимальная работоспособность системы, получаемая в обратимом цикле Карно в температурном интервале от до , называется эксергией (ex).
. (4.15)
Работа необратимого цикла Карно, в котором теплота передается рабочему телу при температуре ниже температуры нагревателя :
. (4.16)
Потеря работы:
. (4.17)
Эксергия является обобщенной качественной и количественной характеристикой для потока теплоты и потока вещества, зависящей одновременно от параметров системы и окружающей среды. В отличие от энергии в реальных процессах, эксергия количественно не сохраняется. Всякая необратимость в системе приводит к уменьшению работоспособности, т.е. к потерям энергии. Уменьшение работы ведет к увеличению энтропии :
|
. (4.18)
Уравнение (4.18) называют уравнением Гюи-Стодолы.
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© 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!