13.1. procese reversibile și ireversibile
proces ciclic - un proces în care sistemul, care trece printr-o serie de state, se întoarce la starea inițială. In starea buclei diagrama ilustrată închisă curba.
Ciclul direct - un ciclu pentru care efectuează munca pozitivă:
Ciclul, efectuat de un gaz ideal poate fi împărțită în procese de expansiune și contracție. munca de expansiune (
munca de compresie (
Munca depusă de gaz per ciclu determinat de suprafața acoperită de curba închisă.
Ciclul Reverse - un ciclu pentru care lucrarea este făcută negativă
expansiune de lucru 1a pozitiv 2
Eficiența (COP) pentru procesul ciclic. Ca urmare, procesul circular, sistemul revine la starea inițială, adică, schimbarea în energia internă a gazului este zero. Scriem prima lege a termodinamicii :. deoarece
unde
Eficiența procesului ciclic:
Procesul se numește reversibil. în cazul în care poate avea loc atât în direcția înainte și invers, iar sistemul revine la starea inițială, adică, în mediu și în sistem nu există nici o schimbare. Orice alt proces este numit ireversibil.
Toate procesele reale sunt însoțite de disipare a energiei (din cauza frecării, conductivitatea termică). Astfel, procesul invers - idealizată proceselor reale. Ele sunt mai economice și au o eficiență maximă. Noi le considerăm din două motive: 1) multe dintre procesele în natură și tehnologie, practic, reversibil; 2) se poate observa modul în care creșterea reală randamentul motorului.
procesele circulare stau la baza activității motoarelor termice și frigidere.
13.2. motoare termice și frigidere
motorul termic - este periodic motor funcțional efectuează de lucru din cauza căldurii primite din exterior. În căldură motoare folosesc ciclu direct.
Principiul de funcționare a motorului termic. Din termostat, la o temperatură mai ridicată
Fig. 13.2. Chiller
Deoarece acest proces este nenatural (de căldură nu se poate mișca în mod spontan de la cald la corpul rece) cade pe sistemul de a face munca.
Astfel, cantitatea Q1 de căldură. trimite un sistem termostat cu T1 temperatura mai mare. Mai mult Q2 de căldură. obținut dintr-un termostat cu temperatură T2 mai scăzută. valoarea lucrărilor de perfectă a sistemului.
Eficiența răcitor de lichid (refrigerare eficiență):
.
Concluzie. factor de refrigerare caracterizează eficiența chiller și este definit ca raportul dintre termostatul se taie din inferioară cantității de căldură de temperatură
13.3 Ciclul Carnot și activitatea ciclului
Carnot Ciclul cel mai economic ciclu reversibil circular format din două izoterme și două adiabatic. Luați în considerare drept ciclul ideal de Carnot cu gaz ca fluidul de lucru (Fig. 13.3).
Fig. 13.3. Ciclul Carnot în diagrama P, V
1-2 proces de expansiune izotermă; 2-3 proces de expansiune adiabatică; proces de compresie izotermă 3-4; 4-1 proces de compresie adiabatică.
izoterma adiabatic izotermă adiabatice
extinderea compresie de compresie de expansiune
Luați în considerare procesele termodinamice și să lucreze în ele.
.
Concluzie. de lucru pe ciclu este determinată de zona delimitată izotermelor și adiabats ciclu Carnot.
Eficiența termică a unui ciclu Carnot:
Utilizarea Fig. 13.3 și scrie ecuația procesului adiabatic în forma:
Înlocuind aceste expresii în formulă pentru eficiența termică a procesului ciclic:
.
Concluzie. pentru Carnot eficiența ciclului este, de fapt determinată numai de temperatura încălzitorului și răcitor.
Ce este un proces circular?
Care sunt ciclul direct și invers? În cazul în care sunt utilizate acestea?
Care sunt motoarele termice, și ceea ce este principiul acțiunii lor?
Ce este răcitoarele de lichid și ceea ce este principiul acțiunii lor?
Care este ciclul Carnot? Care este lucrul mecanic al ciclului?
Se obține o expresie pentru eficiența termică a ciclului Carnot.
Un motor termic ideală care funcționează în conformitate cu ciclul Carnot, efectuează locul de muncă 2,94 ciclu kJ și trimite o cantitate de căldură mai rece de 13,4 kJ. Găsiți eficiența ciclului. [≈ 18%].
Un motor termic ideal dacă funcționează în conformitate cu ciclul Carnot. Astfel, 80% din cantitatea de căldură primită de la încălzitorul este transferat la frigider. Cantitatea de căldură primită de la încălzitor, 6,28 kJ. Găsiți eficiența ciclului și activitatea desfășurată pe ciclu. [0,2; ≈ 1,26 kJ].
Frigider, funcționează pe un ciclu invers Carnot, efectuează locul de muncă 37 kJ pe ciclu. Astfel se extrage căldura din fătări corp la -10? C și transferă căldură la corpul 17, cu o temperatură? C. Găsiți raportul frigider agent frigorific și cantitatea de căldură luate departe de corp rece pe ciclu. [≈ 9,74; 360 kJ].
Entropia. A doua lege a termodinamicii
14.1. Entropie și variația sa în anumite procese termodinamice
Diferența calitativă între mișcarea termică a moleculelor din alte forme de mișcare - confuzia, haosul. Prin urmare, pentru a descrie mișcarea termică a moleculelor administrate măsură cantitativă a gradului de dezordine moleculară - entropie.