Вопрос. Круговой процесс (цикл).

Циклом называется система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходную.

Цикл на диаграмме изображается замкнутой кривой. Цикл можно разбить на процессы расширения и сжатия 2-1. Работа расширения положительна работа сжатия отрицательная . Работа совершаемая газом за цикл определяется площадью заштрихованной фигурой. Если работа за цикл положительная (рис а) то такой цикл называется прямым (протекает по часовой стрелке). Если работа за цикл отрицательная (рис б) то такой цикл называется обратным (протекает против часовой стрелки). Прямой цикл используется в тепловых двигателях это периодически действующие двигатели совершающие работу за счёт полученной извне теплоты. Обратный цикл используется в холодильных машинах, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой. В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние, следовательно . Первое начало термодинамики для цикла имеет вид в результате кругового процесса система может как получать теплоту , так и отдавать .

цикл характеризуется термическим коэффициентом полезного действия . Термодинамический процесс называется обратимым если он может происходить как в прямом так и в обратном направлении.

 

Вопрос. Энтропия.

Для выяснения физического содержания этого понятия рассматривают отношение теплоты Q полученной телом в изотермическом процессе к температуре К теплоотдающего тела называемая приведенным количеством теплоты . Приведенное количество теплоты сообщаемое телу в любом обратимом круговом процессе из равенства 0 интеграла следует что под интегральное выражение есть полный дифференциал некоторой функции которая определяется только состоянием системы и не зависит от пути которым система пришла в это состояние обозначается она функция состояния называется энтропией. Для обратимых процессов изменение энтропии для необратимых энтропия возрастает . Последние выражения относится только к замкнутым системам если система обменивается теплотой с внешней средой то ее энтропия может вести себя любым образом. Изменение энтропии можно представить в ввиду неравенства Клаузиуса. Если система совершает переход из состояния 1 в состояние 2 то изменение энтропии . Физический смысл имеет не сома энтропия а разность.

Найдем изменение энтропии в разных процессах идеального газа так как тогда изменение энтропии

или то есть изменение энтропии при переходе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 не зависит от вида процесса. Для адиабатного процесса Q=0 тогда =0 а значит энтропия для данного процесса величина постоянная. Адиабатный процесс называют изоэнтропийным. Из последнего выражения следует что при изотермическом процессе (Т1=Т2) . Для изохорного процесса (V2=V1) .