Вопрос 1
Перечислите термодинамические процессы. Определите связь между параметрами в этих процессах. Изобразите процессы на p-v–диаграмме. Сделайте заключение о нахождении работы газа в термодинамических процессах.
1.1 Термодинамическими процессами являются: изохорный, изотермический, изобарный и адиабатный.
1.2, 1.3 Изохорный – процесс протекающий при постоянном объёме:
Изобарный –процесс протекающий при постоянном давлении:
Изотермический
– процесс протекающий при постоянном
давлении:
Адиабатный – процесс протекающий без подвода и отвода теплоты:
Политропный процесс в котором могут изменяться одновременно все параметры газа и между газом и окружающей средой осуществляется теплообмен.
1.4. В изохорном процессе газ работы не совершает, т.к. уравнение процесса V=const т.е. нет изменения объёма следовательно работа против внешних сил не совершается.
В
изобарном процессе работа газа равна
.
Часть подведённой теплоты расходуется
на совершение работы против внешних
сил, а часть на изменение внутренней
энергии.
В
изотермическом процессе вся подведённая
теплота расходуется на совершение
работы
.
Политропный
процесс является обобщённым процессом
изменения всех параметров при происходящем
теплообмене. Работа для процесса
определяется из выражения
.
Вопрос 2
Сформулируйте II закон термодинамики. Опишите прямые и обратные циклы. Изобразите прямой цикл Карно на p-v–диаграмме. Проанализируйте термический КПД прямого цикла Карно.
2.1 Существует несколько эквивалентных друг другу формулировок второго закона термодинамики:
- природа стремится к переходу от менее вероятных состояний к более вероятным.
- теплота не может переходить сама собой от более холодного источника к более нагретому.
- самопроизвольный выход термодинамической системы из равновесного состояния практически невозможен.
2.2 Циклом называется совокупность процессов, происходящих в определённой последовательности, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в первоначальное состояние. Циклы могут быть обратными, состоящими из обратимых процессов и необратимыми.
Циклы подразделяются так же на прямые и обратные. Прямыми называются циклы, в которых теплота преобразуется в работу, обратными те в которых теплота передаётся от более холодного тела к более нагретому.
Прямые циклы в диаграммах изображаются по часовой стрелке (все тепловые двигатели), против часовой стрелки – обратные (холодильные машины).
Прямой цикл Обратный цикл
2.3
2.4. А. Термический КПД цикла зависит только от температур горячего и холодного источников.
Б. Значение термического КПД цикла тем больше, чем больше разность температур горячего и холодного источников.
В. Термический КПД цикла всегда меньше единицы.
Г. Термический КПД цикла Карно, при изотермических источниках, имеет максимальное значение в данном интервале температур, следовательно он является эталоном с которым сравнивают циклы существующих тепловых машин