Начало термодинамики: различные формулировки. Невозможность создания вечного двигателя второго рода.

Формулировка Кельвина(Томсон):

1.Невозможно всё полученное от нагревателя тепло целиком превратить в механическую работу.

2.Невозможен вечный двигатель второго рода.

Вечный двигатель второго рода - тепловая машина, способная все полученное от нагревателя тепло превратить в механическую работу.

Формулировка Клаузиуса

Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача тепла от холодного тела к горячему.   

Никак не удается сделать так, чтобы энергия от более холодного тела перешла к более горячему. А ведь для создания вечного двигателя необходимо, чтобы при этом еще и совершалась работа.

В результате развития термодинамики, основываясь на работах Сади Карно, Рудольф Клаузиус показал, что, невозможен процесс, при котором теплота переходила бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым. При этом невозможен не только непосредственный переход — его невозможно осуществить и с помощью машин или приборов без того, чтобы в природе не произошло еще каких-либо изменений.

Уильям Томсон (лорд Кельвин) сформулировал принцип невозможности вечного двигателя второго рода (1851 г.), поскольку в природе невозможны процессы, единственным следствием которых была бы механическая работа, произведённая за счет охлаждения теплового резервуара.

Когда была создана статистическая термодинамика, которая основывалась на молекулярных представлениях, второе начало термодинамики нашло свое объяснение. Оказалось, что переход тепла от холодного тела к более горячему в принципе возможен, но это уничтожающе маловероятное событие. А в природе реализуются наиболее вероятные события.

Циклические процессы и их КПД. Цикл Карно и его КПД.

Цикл Карно и его КПД:

При заданном зачение Тн и Тх максимальным кпд обладает тепловая машина, работающая по циклу Карно.

Получите выражение для КПД цикла Карно.

 

85 Энтропия: дифференциальное определение энтропии, формула для определения разности двух равновесных систем. Энтропия как функция состояния. Изменения энтропии при нагревании, при фазовых превращениях (плавлении, испарении).

Энтропия -функция состояния, дифференциал которой определяется

Формула для определения разности двух равновесных систем:   Энтропия характеризует меру бепоряд. термодинамической системы.

Изменения энтропии при нагревании  (Q = cm (t2 – t1)):

Процесс плавления:

Процесс испарения:

 

И 87 Выражение для вычисления разности энтропий двух состояний идеального газа в изохорном и изотермическом процессах. Выражение для вычисления разности энтропий двух состояний идеального газа в изобарном и изотермическом процессах.

Изохорный процесс:

Изотермический процесс:

Изобарный процесс: