Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона

Адиабатный процесс происходит без теплообмена системы с окружающей средой  Уравнение адиабатного процесса (уравнение Пуассона):

Другие уравнения адиабатного процесса:

В этих уравнениях показатель адиабаты

 .

 

40. Идеальная тепловая машина Карно. Цикл Карно и его КПД                                                        

  Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса (КПД тепловой машины):

                                        

 

 Дляцикла Карно, состоящего из четырех обратимых процессов (рис. 18): изотермического расширения 1–2, адиабатного расширения 2–3, изотермического сжатия 3–4 и адиабатного сжатия 4–1, – величина термического КПД

,

где  – температура нагревателя;  – температура холодильника.

  Сравнивая формулы, видим, что для обратимого цикла Карно выполняется равенство

 .

Тепловая машина. Второе начало термодинамики и его различные формулировки

Круговым процессом называется процесс, в котором система, проходя через ряд состояний, возвращается в исходное состояние. На диаграмме  круговой процесс изображается замкнутой кривой (1–2–1) (рис.).

 Так как в цикле , то   и первый закон ТД принимает вид:

Работа за цикл , где S – площадь внутри кривой цикла, показанной в координатах .

Согласно первому закону ТД для цикла, в тепловой машине (в тепловом двигателе) работа совершается за счет теплоты, подведенной к газу:

                                                                                             

где  – количество подведенной от нагревателя теплоты;  – количество теплоты, которое газ отдает холодильнику.

  Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса (КПД тепловой машины):

                                        

 

Понятие энтропии. Неравенство Клаузиуса. Второе начало термодинамики, как закон возрастания энтропии

   Энтропия – это такая функция состояния термодинамической системы, дифференциал которой

.

Здесь – приведенное количество теплоты, где  – бесконечно малое количество теплоты, сообщаемое телу при температуре T. Из формулы следует, что единица измерения энтропии – 1  .

  Второе начало термодинамики, как закон возрастания энтропии:

Энтропия замкнутой термодинамической системы возрастает ( ), если в системе идут необратимые процессы, и не изменяется ( ) при равновесии. Замкнутой является термодинамическая система, которая не обменивается энергией с окружающей средой, т. е. для нее

  Энтропия незамкнутой системы может изменяться любым образом (убывать, возрастать, оставаться постоянной) в соответствии с формулой (31); например, если , т. е. система отдает теплоту, то и , что означает уменьшение энтропии системы, но при величина и энтропия системы возрастает.