Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2019-11-28 | 207 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Второй закон термодинамики возник на основе изучения принципов действия тепловых машин, назначение которых состоит в превращении теплоты в работу. Основоположником здесь является французский военный инженер С. Карно, опубликовавший в 1824 г. небольшую популярную книгу "Размышления о движущей силе огня". Согласно Карно, для периодического действия тепловой машины, т.е. превращения неограниченного количества теплоты в работу, необходимо по меньшей мере два тепловых резервуара с различающимися температурами - нагреватель и холодильник. Идеи Карно были восприняты и развиты математически Э. Клапейроном (1834), которым было также впервые предложено графическое изображение известного цикла Карно, состоящего из двух изотерм и двух адиабат идеального газа.
Этот цикл соответствует идеальной тепловой машине. В тепловых машинах определённое количество какого-либо вещества, называемое рабочим телом, совершает циклическую последовательность процессов, периодически возвращаясь в исходное состояние. Таким путём достигается превращение теплоты в работу (несамопроизвольное). (Паровая машина LPM RO1, Двигаясь с помощью пара)
Коэффициент полезного действия цикла Карно, т.е. степень превращения теплоты в работу, и вообще наибольший возможный К.П.Д. тепловой машины независимо от рода работающего тела можно выразить соотношением:
где Q1 - теплота, полученная рабочим телом от нагревателя с температурой Т1; Q2 - теплота, отданная холодильнику с температурой Т2. Покажем это: рассмотрим теплоты и работы отдельных процессов и суммарный результат всего циклического процесса для одного моля идеального газа (рабочее тело машины). Нагреватель, холодильник - термостаты с бесконечно большой теплоемкостью.
1). Работы изотермических процессов расширения и сжатия на участках АВ и СD равны теплотам процессов:
2). Работы адиабатных процессов на участках BC и DA:
Работы равны и противоположны по знаку, т.е. сколько внутренней энергии убыло, столько и накопилось. А результатом работы цикла явилось превращение теплоты в работу (Q1-Q2), но не всей подведённой Q1, часть от Q1 рассеялась (самопроизвольный положительный процесс, сопровождающий несамопроизвольный отрицательный процесс превращения теплоты в работу).
Объёмы газа V1 и V4, a также V2 и V3 (при адиабатных процессах) связаны между собой т.н. уравнением Пуассона
Или в общем виде ТVk-1=const;
Внутренняя энергия газа не изменилась, и работа, произведённая газом, совершена за счёт теплоты Q1, поглощённой системой в процессе расширения от некоторого источника теплоты с постоянной температурой Т1 (нагреватель). Однако, как видно из (15), только часть теплоты Q1 превращена в работу. Другая часть теплоты - Q2 - передана газом внешней среде - некоторому телу с постоянной температурой Т2 (холодильник). Т.о. А=Q1-Q2;
Отношение А/Q1 показывает, какая часть теплоты, поглощённой газом за один цикл превращается в работу и называется К.П.Д. цикла.
Величина h зависит, т.о., от разности температур, между которыми работает тепловая машина - цикл Карно. При Т1=Т2, очевидно, h = 0 т.е. получение работы в подобной машине при T=const невозможно. Полное превращение поглощённой теплоты в работу (h=1) теоретически возможно при Т2 = 0, т.е. если бы был возможен холодильник с температурой 0 К.
Выводы.
Таким образом, равновесный и обратимый цикл Карно объединяет два процесса: сам собой идущий, самопроизвольный процесс перехода теплоты Q2 от нагревателя к холодильнику и сам собой не идущий, несамопроизвольный процесс превращения теплоты (Q1-Q2) в работу. Этот последний, несамопроизвольный процесс происходит за счёт объединённого с ним самопроизвольного процесса, компенсируется им. Т.о., в равновесном процессе имеет место компенсация несамопроизвольного отрицательного процесса самопроизвольным положительным.
Следовательно, единственным результатом любой совокупности процессов не может быть переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому (постулат Клаузиуса). Или так: единственным результатом любой совокупности процессов не может быть превращение теплоты в работу (т.е. поглощение системой теплоты из окружающей среды и отдача эквивалентной этой теплоте работы). Т.о., самопроизвольный процесс превращения работы в теплоту (путём трения), так же, как и самопроизвольный процесс теплопроводности, необратимы. Последнее утверждение может быть изменено иначе: теплота наиболее холодного тела из участвующих в круговом процессе не может служить источником работы (постулат Томсона).
Оба изложенных положения (постулаты Клаузиуса и Томсона) являются формулировками второго закона термодинамики и эквивалентны друг другу.
Постулаты Клаузиуса и Томсона можно объединить в один, согласно которому единственным результатом цикла не может быть отрицательный процесс (сравнить с циклом Карно) - это тоже формулировка второго закона термодинамики.
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
© 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!