Оглавление:
Положения второго закона термодинамики. Циклы прямые и обратные
- Первый закон термодинамики является математическим выражением общих законов сохранения и преобразования энергии. Он рассматривает взаимопревращение энергии и изучает явления в этом взаимопревращении, особенно при выполнении различных термодинамических процессов. Однако этот закон не определяет условия возможности такого преобразования. Согласно этому закону, в процессе процесса поток тепла одинаково возможен в обоих направлениях, то есть от теплого тела к холодному и от холодного к теплому. С другой стороны, сам процесс, который происходит вокруг пути, необратим, потому что он естественно протекает только в одном направлении.
Тепло переходит от теплого объекта к холодному, а газ поступает только из резервуара высокого давления в окружающее пространство. Процесс идет в направлении установления равновесия в любой системе. То есть выравнивание давления, температуры, концентрации и т. в системе. Утверждение о том, что невозможно устроиться на работу из-за энергии тела, находящегося в термодинамическом равновесии, является главным пунктом второго закона термодинамики. При рассмотрении положений второго закона, основанных на определенных соображениях по эксплуатации теплового двигателя, в большинстве случаев они начинаются с предположений (аксиом). 2-й закон имеет много эквивалентных формулировок.
Примерами такого явления служат плавление и затвердевание твердых тел, такие химические реакции, как горение, а также промерзание грунта. Людмила Фирмаль
Например： «Тепло не может естественным образом переходить от неотапливаемого тела к нагретому телу» (Клаузиус). «Невозможно построить машину, которая работает регулярно, и ее единственным следствием является завершение механической работы путем охлаждения теплового аккумулятора» (Планк, Томсон). Тепловой двигатель работает таким образом, что рабочая жидкость расширяется в результате получения тепла от высокотемпературного двигателя. source. To верните его в исходное состояние, нужно снова сжать рабочую жидкость, но ничего полезного вы не получите work.
Для того чтобы получить полезную работу (работа сжатия должна быть меньше работы расширения), необходимо снизить давление рабочей жидкости путем отвода части тепла в процессе расширения к источнику более низкой температуры. Рисунок 6.1 тепло подается и отводится в различных участках цикла. Подача в процессе 4-1, удаление в процессе 2-3. Согласно формулировке планка, после получения тепла от конкретного резервуара его невозможно превратить в работу, а затем с высокотемпературным резервуаром эту работу нельзя снова превратить в тепло. Таким образом, из формулировки планка осуществляется формулировка Клаузиуса, то есть последнего.
Отдает тепло высокотемпературным источникам, без дополнительных условий. Чтобы получить полезную работу от двигателя или передать тепло от источника холода к источнику тепла, требуется компенсационный процесс: отвод тепла или стоимость работы к источнику тепла. refrigerator. In тепловой двигатель (рис. 6.1), тепло C ?!Подается от горячего нагревателя, и тепло2 отправляем в холодный холодильник. Результирующая расширенная работа определяется pl. 12561;работа, затраченная на сжатие, эквивалентна pl. 34653.As в результате осуществления этих процессов рабочая жидкость прошла через ряд последовательных изменений состояния и вернулась в исходное состояние.
- То есть вы завершили процесс замкнутого обращения. Полезная работа двигателя за цикл равна разнице между расширением и сжатием 1С => сс — — — ^ сс = ЛП. 12561 — — — ПЛ. 34653 = ЛП. 12341. Между тем, 01 — — — (2d、 Тело, Дц = 01 — 2г- Степень целостности термического превращения оценивается соотношением полученных работ 2. Работа в цикле Тепло.&(Это соотношение называется тепловой эффективностью цикла、 ’ Это немного шокирует. U、 Тепло C} r, отводимое от рабочей жидкости машины, не может быть равно нулю, поэтому m]всегда меньше/. Вышеописанный цикл называется direct. In такой цикл, тепло превращается в work. In в них работа раздувания больше, чем работа сжатия.
Тепловой двигатель (двигатель внутреннего сгорания, газотурбинная установка, паровой двигатель, ракетный двигатель) работает в прямом цикле. Таким образом, 2-й закон термодинамики исключает возможность построения»вечного двигателя типа 2″, который работает за счет энергии объекта в состоянии теплового равновесия, с тем чтобы исключить возможность построения»вечного двигателя типа 2″, который выполняет эту работу. для dicl, как показано на рисунке. 6.1, противоположное направление 1-4-3-2-представьте, что оно течет в 1, и для его осуществления необходимо использовать работу, эквивалентную площади cycle.
Рассмотрим стальную плиту, достаточно толстую для того, чтобы можно было использовать решение для полубесконечного твердого тела. Людмила Фирмаль
В этом случае тепло (} g) передается от низкотемпературного источника рабочей жидкости, а тепло 91 = 9″+ L » передается нагревателю. Таким образом, за счет внешней работы (процесса компенсации) тепло перетекает от источника холода к источнику тепла source. In обратный цикл, работа теплового насоса и охладителя и обратный цикл works. In в них работа сжатия больше, чем работа расширения. Для оценки работы холодильника используется так называемый холодильный коэффициент. Это определяется отношением чистой теплоты 9₈ к работе, потребляемой от холодного источника тепла ограниченной мощности (6.11 (6.2） Охладитель положен в окружающую среду Медиа-это источник неограниченной емкости.
Машина, основным продуктом которой является тепло 9 и которая передается источнику ограниченной мощности, называется тепловым насосом. Эффективность работы теплового насоса оценивается по коэффициенту нагрева. Коэффициент нагрева — это отношение теплоты C ^и работы La, которая передается потребителю. В этом случае тепло с берется из источников неограниченной мощности (атмосферы, водных объектов и др.). Сочетание цикла двигателя и цикла теплового насоса или холодильной установки является тепловым циклом Трансформатор, который может передавать тепло от одного источника температуры к другому во время комбинированного цикла.
Назначение термического преобразователя заключается в изменении теплового потенциала. Если трансформатор предназначен для получения тепла при температуре ниже начальной температуры горячего источника, то такой трансформатор называется понижающим. Если тепло получается в трансформаторе, температура которого выше исходной, такой трансформатор называется форсированием.
Смотрите также:
| Закономерности термодинамических процессов | Цикл Карно |
| Зависимость между параметрами газа в политропном процессе | Теорема Карно |
