Влияние необратимости процессов на работоспособность изолированной системы

 

Рассмотрим систему, состоящую из двух тел с различными температурами рабочего тела, рисунок 4.1.

 

Рисунок 4.1

 

При такой схеме необратимость процессов, обусловливается только передачей теплоты от тела 1 к промежуточному телу 1', T₁'<T₁ (т.е. прямой теплообмен).

Для такой системы можно записать

 

. (4.32)

 

где – разность работ, которая определяет уменьшение работоспособности системы, вызванное необратимостью процессов в ней.

Можно сделать вывод: при протекании в изолированной системе необратимых процессов ее работоспособность уменьшается прямо пропорционально энтропии и минимальной температуре в системе. Рост энтропии системы является показателем снижения ее работоспособности.

 

Задание на самостоятельную работу

 

1. Какие обратимые процессы идеального газа вы знаете?

2. Дать определения основным термодинамическим процессам?

3. Как графически изображается на pv-диаграмме изохора, изобара, изотерма и адиабата?

4. Написать формулы работы изменения объема газа для каждого процесса?

5. Какой процесс называется политропным?

6. Написать уравнение политропы и указать, в каких пределах изменяется показатель политропы?

7. Каковы соотношения между параметрами в основных процессах идеального газа?

8. Как выражается уравнение первого закона термодинамики для каждого из рассмотренных процессов?

9. Изображение циклов на диаграммах.

10. Вычисление работы за цикл.

11. Виды циклов.

12. Изображение цикла Карно на диаграммах.

13. Вывод уравнения для к. п. д. цикла Карно.

14. Доказательство того, что сумма приведенных теплот для замкнутого идеального термодинамического цикла равна нулю.

15. Доказательство того, что для необратимого цикла Карно алгебраическая сумма приведенных теплот меньше нуля.

16. Доказательство для выводов энтропии как характеристики процессов в изолированной системе

17. Доказательство для выводов влияния необратимости процессов на работоспособность изолированной системы.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что понимается под внутренней энергией идеального газа?

2. Чем отличается работа от теплоты?

3. В каких единицах измеряются теплоемкости?

4. Что такое теплоемкость при постоянном объеме и теплоемкость при постоянном давлении?

5. Почему изобарная теплоемкость больше изохорной?

6. Аналитическое выражение первого закона термодинамики?

7. Что такое энтальпия?

8. Другая форма аналитического выражения первого закона термодинамики (с использованием энтальпии)?

9. В чем заключается физический смысл энтальпии?

10. Можно ли в круговом процессе превратить всю подведенную теплоту в работу?

11. Основные формулировки второго закона термодинамики?

12. Что называется круговым процессом или циклом?

13. Какие бывают циклы?

14. Что называется термическим к. п. д.?

15. Описать обратимый цикл Карно?

16. Вывод выражения для термического к. п. д. Обратимого цикла Карно?

17. Обратный цикл Карно?

18. Какие машины работают по обратному циклу Карно?

19. Что такое холодильный коэффициент и как он определяется?

20. Что такое приведенная теплота?

21. Что такое энтропия?

22. Каким образом характеризует энтропия процессы в изолированной системе?

23. Каково влияние необратимости процессов на работоспособность изолированной системы?

 

Лекция 5

Тема. Влажный воздух. Водяной пар

 

План лекции

5.1. Основные свойства влажного воздуха

Уравнение влагосодержания

5.3. Уравнение энтальпии

5.4. I – x диаграмма влажного воздуха

5.5. Водяной пар Процесс парообразования на диаграмме P – v