Изобарный процесс.
Поскольку состояние данной массы газа характеризуется тремя параметрами, связанными уравнением состояния, то можно один из параметров фиксировать, а два других при этом будут связаны однозначной зависимостью.
Изобарный процесс – процесс, происходящий при постоянном давлении, а объем и температура подчиняются закону Гей-Люссака.
В изобарном процессе подведенное тепло идет как на производство работы, так и на увеличение внутренней энергии газа.
В процессе изобарного расширения газ совершает работы, и одновременно к нему подводится тепло:
Изотермический процесс.
Поскольку состояние данной массы газа характеризуется тремя параметрами, связанными уравнением состояния, то можно один из параметров фиксировать, а два других при этом будут связаны однозначной зависимостью.
Изотермический процесс – процесс, происходящий при постоянной температуре, а давление и объем подчиняются закону Бойля-Мариотта.
Идеальный газ в изотермическом процессе совершает работу исключительно за счет повода тепловой энергии. Это происходит потому, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема и в изотермическом процессе не изменяется.
Изменение молярной энтропии, а также количество произведенной работы и подведенной теплоты в изотермическом процессе модно найти:
Адиабатный процесс.
Адиабатный процесс – процесс, который протекает при сохранении энтропии.
Q=0
Энтропия – исключительно теоретическая величина. В адиабате обмена энергией системы с окружающими телами нет.
В этом процессе по определению энтропия не изменяется и тепло не подводится и не отводится. Работы производится только за счет уменьшения внутренней энергии:
Обратимый цикл Карно.
Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.
Обратимый цикл Карно состоит из двух изотерм, описывающих процесс теплопередачи от нагревателя к рабочему телу и от рабочего тела к холодильнику, и двух адиабат, описывающих расширение и сжатие рабочего тела в тепловой машине.
Необратимый цикл Карно.
Энтропия.
Энтропия - способность перехода теплоты в другую энергию. Энтропия аддитивна и является статистическим параметром, а так же не может убывать.
Изменение энтропии при обратимых и не обратимых процессах.
Обратимый процесс: интеграл по замкнутому контуру – изменение энтропии во всем цикле, т.е. при обратимых циклах энтропия не меняется.
Необратимый процесс (исходя из определения энтропии):
Второе начало термодинамики.
Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.
Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.
Свободная и связанная энергия. Физический смысл энтропии.
Энтропия - мера потери работы вследствие необратимости реальных процессов. Чем более необратим процесс, тем больше возрастает энтропия.
Связанная энергия – обесцененная часть внутренней энергии.
Свободная энергия - работа, которую могло бы совершить тело в обратимом изотермическом процессе
Статистический смысл энтропии.
Энтропия - мера беспорядка. При подводе теплоты увеличивается хаотичность теплового движения, при отводе - возрастает упорядоченность. При Т = 0 в системе устанавливается максимальный порядок. Практически это проверить нельзя из-за недостижимости абсолютного нуля.
Третье начало термодинамики.
Третье начало термодинамики (теорема Нернста) — физический принцип, определяющий поведение энтропии при приближении температуры к абсолютному нулю. Является одним из постулатов термодинамики, принимаемым на основе обобщения значительного количества экспериментальных данных.
