Билет №14. Энтропия, её смысл и свойства.
Энтропия
–
это функция состояния, дифференциалом
которой является приведенное количество
теплоты на бесконечно малом участке
процесса. S
= [Дж/К]. dS=
, ΔS
= 
- малое приращение энропии.
ΔS=0 для обратимых процессов в замкнутой системе, ΔS>0 для необратимых процессов в замкнутой системе. В незамкнутых системах ΔS может быть >0, <0, =0. В адиабатическом процессе Q=0, а значит и ΔS=0. Адиабатный процесс – изоэнтропийный процесс (S=const). Энтропия - величина аддитивная. σQ=σA+dU , σQ=T*dS , T*dS= σA+dU , σA=(TdS-dU)= d(TS-U) – энергия, кот. можно превратить A полез.
Энтропия – мера обесценивания энергии системы.
Смысл энтропии: энтропия является мерой вероятности (беспорядка) состояния в термодинамической системе.
Билет №15.Второе начало термодинамики, его связь с энтропией. Формулировка Клаузиуса. Формулировка Томсона (Кельвина). Третье начало термодинамикию «Тепловая смерть Вселенной».
Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому. Энтропия изолированной системы не может уменьшаться.
Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» (такой процесс называется процессом Клаузиуса).
Постулат Томсона (Кельвина): «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).
Клаузиус, рассматривая второе начало термодинамики, пришёл к выводу, что энтропия Вселенной как замкнутой системы стремится к максимуму, и в конце концов во Вселенной закончатся все макроскопические процессы. Это состояние Вселенной получило название «тепловой смерти». С другой стороны, Больцман высказал мнение, что нынешнее состояние Вселенной — это гигантская флуктуация, из чего следует, что большую часть времени Вселенная все равно пребывает в состоянии термодинамического равновесия («тепловой смерти»).
Третье начало термодинамики(теорема Нернста) — физический принцип, определяющий поведение энтропии при приближении температуры к абсолютному нулю.
Билет №16. Идеальный тепловой двигатель и холодильная машина. Цикл Карно, его графическое изображение и кпд.
Тепловые двигатели – это устройства, преобразующие часть внутренней энергии в механическую работу.
Холодильная машина – это устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере.
Холодильная машина работает по обратному циклу Карно. За счет работы внешних сил теплота забирается от более холодных тел к нагретым. Система отдает горячему телу количество теплоты Qн большее, чем получает от холодного тела на величину работы внешних сил.
Теорема Карно: КПД реальной тепловой машины не может быть больше, чем КПД идеальной машины, работающей по обратимому циклу в том же интервале температур.
Цикл Карно – цикл с максимальным КПД, состоящий из двух изотерм и двух адиабат, при этом машина работает на идеальном газе.
КПД цикла Карно не зависит от устройства двигателя и вида топлива, а зависит от Tх и Tн.
Билет №17. Реальные тепловые двигатели и холодильники и их КПД. Диаграмма рабочего процесса четырехтактового дизельного двигателя.
Тепловые двигатели – это устройства, преобразующие часть внутренней энергии в механическую работу.
Холодильная машина – это устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере.
Холодильная машина работает по обратному циклу Карно. За счет работы внешних сил теплота забирается от более холодных тел к нагретым. Система отдает горячему телу количество теплоты Qн большее, чем получает от холодного тела на величину работы внешних сил A’.