🗊Презентация Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №1Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №2Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №3Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №4Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №5Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №6Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №7Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №8Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №9Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №10Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №11Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №12Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №13Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №14Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №15Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №16Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №17Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №18Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №19Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №20Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №21Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №22Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №23Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №24Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №25Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №26Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №27Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №28Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №29Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №30Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №31Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №32Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №33Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №34Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №35Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №36Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №37Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №38Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №39Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №40Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №41Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №42Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №43Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №44Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №45Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №46Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №47Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №48Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №49Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №50Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №51Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №52Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №53Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №54Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №55Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №56Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №57Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №58Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №59Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №60Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №61Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №62Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №63Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №64Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №65Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №66Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №67Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №68Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №69Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №70Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №71Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №72Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №73Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №74Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №75Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №76Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №77Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №78Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №79
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа. Доклад-сообщение содержит 79 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа Понятие о круговом процессе Понятие об энтропии газа Цикл Карно и его термодинамическое значение Понятие о TS-диаграмме
Описание слайда:
Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа Понятие о круговом процессе Понятие об энтропии газа Цикл Карно и его термодинамическое значение Понятие о TS-диаграмме

Слайд 2


2. КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС Круговым процессом (циклом) называется процесс, в результате которого система после ряда изменений возвращается в исходное состояние. Изменение внутренней энергии за цикл равно нулю .
Описание слайда:
2. КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС Круговым процессом (циклом) называется процесс, в результате которого система после ряда изменений возвращается в исходное состояние. Изменение внутренней энергии за цикл равно нулю .

Слайд 3


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №3
Описание слайда:

Слайд 4


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №4
Описание слайда:

Слайд 5


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №5
Описание слайда:

Слайд 6


Если за цикл совершается положительная работа (цикл протекает по часовой стрелке), то он называется прямым Если за цикл совершается отрицательная работа (цикл протекает против часовой стрелки), то он называется обратным
Описание слайда:
Если за цикл совершается положительная работа (цикл протекает по часовой стрелке), то он называется прямым Если за цикл совершается отрицательная работа (цикл протекает против часовой стрелки), то он называется обратным

Слайд 7


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №7
Описание слайда:

Слайд 8


Круговые процессы лежат в основе всех тепловых машин: двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, паровых и холодильных машин и т. д. В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и, следовательно, полное изменение внутренней энергии газа равно нулю: dU = 0 Тогда первое начало термодинамики для кругового процесса
Описание слайда:
Круговые процессы лежат в основе всех тепловых машин: двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, паровых и холодильных машин и т. д. В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и, следовательно, полное изменение внутренней энергии газа равно нулю: dU = 0 Тогда первое начало термодинамики для кругового процесса

Слайд 9


Т.о. работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Однако в результате кругового процесса система может теплоту как получать, так и отдавать, поэтому Q1 – количество теплоты, полученное системой; Q2 – количество теплоты, отданное системой
Описание слайда:
Т.о. работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты. Однако в результате кругового процесса система может теплоту как получать, так и отдавать, поэтому Q1 – количество теплоты, полученное системой; Q2 – количество теплоты, отданное системой

Слайд 10


Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса Все термодинамические процессы, в том числе и круговые, делят на две группы: обратимые и необратимые.
Описание слайда:
Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса Все термодинамические процессы, в том числе и круговые, делят на две группы: обратимые и необратимые.

Слайд 11


Процесс называют обратимым, если он протекает таким образом, что после окончания процесса он может быть проведен в обратном направлении через все те же промежуточные состояния, что и прямой процесс. После проведения кругового обратимого процесса никаких изменений в среде, окружающей систему, не произойдет. При этом под средой понимается совокупность всех не входящих в систему тел, с которыми система непосредственно взаимодействует.
Описание слайда:
Процесс называют обратимым, если он протекает таким образом, что после окончания процесса он может быть проведен в обратном направлении через все те же промежуточные состояния, что и прямой процесс. После проведения кругового обратимого процесса никаких изменений в среде, окружающей систему, не произойдет. При этом под средой понимается совокупность всех не входящих в систему тел, с которыми система непосредственно взаимодействует.

Слайд 12


Пример обратимого процесса в механике Падение упругого шарика на идеальную упругую плиту
Описание слайда:
Пример обратимого процесса в механике Падение упругого шарика на идеальную упругую плиту

Слайд 13


Но при сжатии и расширении газа Быстро вдвигая и выдвигая поршень, получают распространение изменения давления в одном и том же направлении: от поршня!!! При медленном движении поршня процесс будет обратимым
Описание слайда:
Но при сжатии и расширении газа Быстро вдвигая и выдвигая поршень, получают распространение изменения давления в одном и том же направлении: от поршня!!! При медленном движении поршня процесс будет обратимым

Слайд 14


Процесс называется необратимым, если он протекает так, что после его окончания систему нельзя вернуть в начальное состояние через прежние промежуточные состояния. Нельзя осуществить необратимый круговой процесс, чтобы нигде в окружающей среде не осталось никаких изменений.
Описание слайда:
Процесс называется необратимым, если он протекает так, что после его окончания систему нельзя вернуть в начальное состояние через прежние промежуточные состояния. Нельзя осуществить необратимый круговой процесс, чтобы нигде в окружающей среде не осталось никаких изменений.

Слайд 15


Свойством обратимости обладают только равновесные процессы. Каждое промежуточное состояние является состоянием термодинамического равновесия, нечувствительного к тому, идет ли процесс в прямом или обратном направлении.
Описание слайда:
Свойством обратимости обладают только равновесные процессы. Каждое промежуточное состояние является состоянием термодинамического равновесия, нечувствительного к тому, идет ли процесс в прямом или обратном направлении.

Слайд 16


При адиабатическом расширении газа условие теплоизолированности системы исключает непосредственный теплообмен между системой и средой. Поэтому, производя адиабатическое расширение газа, а затем сжатие, можно вернуть газ в исходное состояние так, что в окружающей среде никаких изменений не произойдет.
Описание слайда:
При адиабатическом расширении газа условие теплоизолированности системы исключает непосредственный теплообмен между системой и средой. Поэтому, производя адиабатическое расширение газа, а затем сжатие, можно вернуть газ в исходное состояние так, что в окружающей среде никаких изменений не произойдет.

Слайд 17


Конечно, в реальных условиях и в этом случае всегда имеется некоторая необратимость процесса,обусловленная, например, несовершенством теплоизоляции, трением при движении поршня и т.д. Только в обратимых процессах теплота используется по назначению, не расходуется зря. Если процесс неравновесный, то будет необратимый переход, т.е. часть энергии уйдет (необратимо).
Описание слайда:
Конечно, в реальных условиях и в этом случае всегда имеется некоторая необратимость процесса,обусловленная, например, несовершенством теплоизоляции, трением при движении поршня и т.д. Только в обратимых процессах теплота используется по назначению, не расходуется зря. Если процесс неравновесный, то будет необратимый переход, т.е. часть энергии уйдет (необратимо).

Слайд 18


Максимальным КПД обладают машины у которых только обратимые процессы. Реальные процессы сопровожда-ются диссипацией энергии (из-за трения, теплопроводности и т.д.), которая нами не рассматривается.
Описание слайда:
Максимальным КПД обладают машины у которых только обратимые процессы. Реальные процессы сопровожда-ются диссипацией энергии (из-за трения, теплопроводности и т.д.), которая нами не рассматривается.

Слайд 19


- многие процессы в природе и технике практически обратимы; - обратимые процессы являются наиболее экономичными и приводят к максимальному значению термического коэффициента полезного действия тепловых двигателей.
Описание слайда:
- многие процессы в природе и технике практически обратимы; - обратимые процессы являются наиболее экономичными и приводят к максимальному значению термического коэффициента полезного действия тепловых двигателей.

Слайд 20


2. ПОНЯТИЕ ОБ ЭНТРОПИИ Энтропия – функция состояния термодинамической системы. Количественно изменение энтропии равно приведённой теплоте процесса.
Описание слайда:
2. ПОНЯТИЕ ОБ ЭНТРОПИИ Энтропия – функция состояния термодинамической системы. Количественно изменение энтропии равно приведённой теплоте процесса.

Слайд 21


Тогда Тогда Применяя первое начало термодинамики, получим Таким образом, можно вычислить изменение энтропии для различных процессов.
Описание слайда:
Тогда Тогда Применяя первое начало термодинамики, получим Таким образом, можно вычислить изменение энтропии для различных процессов.

Слайд 22


Для адиабатного процесса dS = 0, то есть S = const. Поэтому адиабатный процесс является изоэнтропийным. Для адиабатного процесса dS = 0, то есть S = const. Поэтому адиабатный процесс является изоэнтропийным. Физический смысл энтропии устанавливается в статистической физике. Закон Больцмана:
Описание слайда:
Для адиабатного процесса dS = 0, то есть S = const. Поэтому адиабатный процесс является изоэнтропийным. Для адиабатного процесса dS = 0, то есть S = const. Поэтому адиабатный процесс является изоэнтропийным. Физический смысл энтропии устанавливается в статистической физике. Закон Больцмана:

Слайд 23


W – термодинамическая вероятность данного состояния системы. W – термодинамическая вероятность данного состояния системы. Это - число различных микросостояний, соответствующих данному макросостоянию, иначе W называется статистическим весом данного макросостояния k – постоянная Больцмана
Описание слайда:
W – термодинамическая вероятность данного состояния системы. W – термодинамическая вероятность данного состояния системы. Это - число различных микросостояний, соответствующих данному макросостоянию, иначе W называется статистическим весом данного макросостояния k – постоянная Больцмана

Слайд 24


3. Второй закон термодинамики
Описание слайда:
3. Второй закон термодинамики

Слайд 25


Второе начало термодинамики Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача теплоты от тела холодного к телу горячему. (Р. Клаузиус, 1850 г.) Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счёт охлаждения теплового резервуара (В. Томсон (лорд Кельвин), 1851 г.) Невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы поднятие груза за счёт охлаждения теплового резервуара (Планк) Невозможен вечный двигатель второго рода (т.е. двигатель, работающий только за счёт охлаждения теплового резервуара).(В. Оствальд)
Описание слайда:
Второе начало термодинамики Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача теплоты от тела холодного к телу горячему. (Р. Клаузиус, 1850 г.) Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счёт охлаждения теплового резервуара (В. Томсон (лорд Кельвин), 1851 г.) Невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы поднятие груза за счёт охлаждения теплового резервуара (Планк) Невозможен вечный двигатель второго рода (т.е. двигатель, работающий только за счёт охлаждения теплового резервуара).(В. Оствальд)

Слайд 26


4. Цикл Карно и его термодинамическое значение
Описание слайда:
4. Цикл Карно и его термодинамическое значение

Слайд 27


Тепловые машины Тепловой машиной называется периодический действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла.
Описание слайда:
Тепловые машины Тепловой машиной называется периодический действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла.

Слайд 28


Принцип действия тепловых двигателей
Описание слайда:
Принцип действия тепловых двигателей

Слайд 29


Реактивный двигатель
Описание слайда:
Реактивный двигатель

Слайд 30


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №30
Описание слайда:

Слайд 31


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №31
Описание слайда:

Слайд 32


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 33


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 34


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 35


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 36


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 37


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 38


КПД тепловых двигателей
Описание слайда:
КПД тепловых двигателей

Слайд 39


Идеальная тепловая машина Наибольшим КПД при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника T2 обладает тепловой двигатель, где рабочее тело расширяется и сжимается по циклу Карно график которого состоит из двух изотерм и двух адиабат
Описание слайда:
Идеальная тепловая машина Наибольшим КПД при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника T2 обладает тепловой двигатель, где рабочее тело расширяется и сжимается по циклу Карно график которого состоит из двух изотерм и двух адиабат

Слайд 40


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №40
Описание слайда:

Слайд 41


Но чтобы при этом была совершена полезная работа, возврат должен быть произведен с наименьшими затратами. Полезная работа равна разности работ расширения и сжатия, т.е. равна площади, ограниченной замкнутой кривой. Обязательными частями тепловой машины являются нагреватель (источник энергии), холодильник, рабочее тело (газ, пар).
Описание слайда:
Но чтобы при этом была совершена полезная работа, возврат должен быть произведен с наименьшими затратами. Полезная работа равна разности работ расширения и сжатия, т.е. равна площади, ограниченной замкнутой кривой. Обязательными частями тепловой машины являются нагреватель (источник энергии), холодильник, рабочее тело (газ, пар).

Слайд 42


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №42
Описание слайда:

Слайд 43


Зачем холодильник? Так как в тепловой машине реализуется круговой процесс, то вернуться в исходное состояние можно с меньшими затратами, если отдать часть тепла. Если охладить пар, то его легче сжать, следовательно, работа сжатия будет меньше работы расширения. Поэтому в тепловых машинах используется холодильник.
Описание слайда:
Зачем холодильник? Так как в тепловой машине реализуется круговой процесс, то вернуться в исходное состояние можно с меньшими затратами, если отдать часть тепла. Если охладить пар, то его легче сжать, следовательно, работа сжатия будет меньше работы расширения. Поэтому в тепловых машинах используется холодильник.

Слайд 44


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №44
Описание слайда:

Слайд 45


От термостата с более высокой температурой Т1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2 и совершается работа A: .
Описание слайда:
От термостата с более высокой температурой Т1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2 и совершается работа A: .

Слайд 46


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №46
Описание слайда:

Слайд 47


Цикл Карно (обратимый)
Описание слайда:
Цикл Карно (обратимый)

Слайд 48


Карно Никола Леонард Сади (1796 – 1832) – французский физик и инженер, один из создателей термодинамики. Впервые показал, что работу можно получить в случае, когда тепло переходит от нагретого тела к более холодному (второе начало термодинамики). Ввел понятие кругового и обратимого процессов, идеального цикла тепловых машин, заложил тем самым основы их теории. Пришел к понятию механического эквивалента теплоты. В 1824 г. опубликовал сочинение «Размышления о движущей силе огня и о машинах способных развить эту силу».
Описание слайда:
Карно Никола Леонард Сади (1796 – 1832) – французский физик и инженер, один из создателей термодинамики. Впервые показал, что работу можно получить в случае, когда тепло переходит от нагретого тела к более холодному (второе начало термодинамики). Ввел понятие кругового и обратимого процессов, идеального цикла тепловых машин, заложил тем самым основы их теории. Пришел к понятию механического эквивалента теплоты. В 1824 г. опубликовал сочинение «Размышления о движущей силе огня и о машинах способных развить эту силу».

Слайд 49


Основываясь на втором начале термодинамики, Карно вывел теорему, носящую теперь его имя:
Описание слайда:
Основываясь на втором начале термодинамики, Карно вывел теорему, носящую теперь его имя:

Слайд 50


ТЕОРЕМА КАРНО Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников, наибольшим КПД обладают обратимые машины. Причем КПД обратимых машин, равны друг другу и не зависят от конструкции машины и от природы рабочего вещества. При этом КПД меньше единицы.
Описание слайда:
ТЕОРЕМА КАРНО Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников, наибольшим КПД обладают обратимые машины. Причем КПД обратимых машин, равны друг другу и не зависят от конструкции машины и от природы рабочего вещества. При этом КПД меньше единицы.

Слайд 51


Цикл, изученный Карно, является самым экономичным и представляет собой круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат
Описание слайда:
Цикл, изученный Карно, является самым экономичным и представляет собой круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат

Слайд 52


Рассмотрим круговой процесс, при котором тепло можно превратить в работу, притом, наилучшим образом, т.е. чтобы работа была максимальна.
Описание слайда:
Рассмотрим круговой процесс, при котором тепло можно превратить в работу, притом, наилучшим образом, т.е. чтобы работа была максимальна.

Слайд 53


Напомню, что тепловой машиной называется периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет, получаемого извне тепла и имеющего нагреватель, холодильник и рабочее тело. Будем считать, что нагреватель и холодильник имеют бесконечную теплоемкость, т.е. их температуры не изменяются в процессе передачи тепла.
Описание слайда:
Напомню, что тепловой машиной называется периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет, получаемого извне тепла и имеющего нагреватель, холодильник и рабочее тело. Будем считать, что нагреватель и холодильник имеют бесконечную теплоемкость, т.е. их температуры не изменяются в процессе передачи тепла.

Слайд 54


Работа и КПД цикла Карно
Описание слайда:
Работа и КПД цикла Карно

Слайд 55


Рассмотрим процесс сначала качественно. Начнем процесс из т. А. Газ сжат до давления Р0 и находится в контакте с нагревателем при Т1. Расширение газа при каком процессе даст максимальную работу? Вспомним закон сохранения энергии в термодинамике, или I начало:
Описание слайда:
Рассмотрим процесс сначала качественно. Начнем процесс из т. А. Газ сжат до давления Р0 и находится в контакте с нагревателем при Т1. Расширение газа при каком процессе даст максимальную работу? Вспомним закон сохранения энергии в термодинамике, или I начало:

Слайд 56


В изотермическом процессе dU = 0, значит все тепло перейдет в работу: Итак, на участке АВ – изотермическое расширение при температуре Т1 (процесс теплопередачи не происходит, т.к. нет разности температур, не происходит и передача тепла без совершения работы, т.е. процесс обратимый)
Описание слайда:
В изотермическом процессе dU = 0, значит все тепло перейдет в работу: Итак, на участке АВ – изотермическое расширение при температуре Т1 (процесс теплопередачи не происходит, т.к. нет разности температур, не происходит и передача тепла без совершения работы, т.е. процесс обратимый)

Слайд 57


Процесс А-В. Положитель-ная работа, совершенная газом при изотермическом расширении газа от V0 до V1 Процесс А-В. Положитель-ная работа, совершенная газом при изотермическом расширении газа от V0 до V1
Описание слайда:
Процесс А-В. Положитель-ная работа, совершенная газом при изотермическом расширении газа от V0 до V1 Процесс А-В. Положитель-ная работа, совершенная газом при изотермическом расширении газа от V0 до V1

Слайд 58


Полученное рабочим телом тепло нужно передать холодильнику. Но если просто привести его к соприкосновению с холодильником, то произойдет передача тепла без совершения работы.
Описание слайда:
Полученное рабочим телом тепло нужно передать холодильнику. Но если просто привести его к соприкосновению с холодильником, то произойдет передача тепла без совершения работы.

Слайд 59


Процесс В-С – адиабатическое расширение. При адиабатическом расширении теплообмен с окружающей средой отсутствует и работа расширения А2 совершается за счет изменения внутренней энергии. Уравнение адиабаты: где  – коэффициент Пуассона
Описание слайда:
Процесс В-С – адиабатическое расширение. При адиабатическом расширении теплообмен с окружающей средой отсутствует и работа расширения А2 совершается за счет изменения внутренней энергии. Уравнение адиабаты: где  – коэффициент Пуассона

Слайд 60


Давление в процессе В-С уменьшается до Р2, температура падает до Т2 Полученная работа на стадии В-С:
Описание слайда:
Давление в процессе В-С уменьшается до Р2, температура падает до Т2 Полученная работа на стадии В-С:

Слайд 61


Адиабатическим расширением ВС заканчивается первая половина цикла – совершение полезной работы.
Описание слайда:
Адиабатическим расширением ВС заканчивается первая половина цикла – совершение полезной работы.

Слайд 62


Затем тело изолируют от холодильника, адиабатно сжимают (DА), при этом температура его повышается до Т1
Описание слайда:
Затем тело изолируют от холодильника, адиабатно сжимают (DА), при этом температура его повышается до Т1

Слайд 63


Процесс C-D -изотермическое сжатие На третьем этапе газ изотермически сжимается V2 до V3 отдавая теплоту Теплота Q2, отданная газом холодильнику при изотермическом сжатии, равна работе сжатия А3 Работа сжатия А3 - это работа совершаемая над газом (отрицательная): где Q2 – тепло, отданное холодильнику.
Описание слайда:
Процесс C-D -изотермическое сжатие На третьем этапе газ изотермически сжимается V2 до V3 отдавая теплоту Теплота Q2, отданная газом холодильнику при изотермическом сжатии, равна работе сжатия А3 Работа сжатия А3 - это работа совершаемая над газом (отрицательная): где Q2 – тепло, отданное холодильнику.

Слайд 64


Процесс D-А – адиабатическое сжатие. Работа сжатия на последнем этапе Д-А: тогда общая работа цикла: А = А1 + А2 + А3 + А4
Описание слайда:
Процесс D-А – адиабатическое сжатие. Работа сжатия на последнем этапе Д-А: тогда общая работа цикла: А = А1 + А2 + А3 + А4

Слайд 65


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №65
Описание слайда:

Слайд 66


Значит работа совершаемая газом больше работы внешних сил.
Описание слайда:
Значит работа совершаемая газом больше работы внешних сил.

Слайд 67


Как видим, на всех стадиях кругового процесса нигде не допускается соприкосновенность тел с разной температурой, т.е. нет необратимых процессов теплопроводности. Весь цикл проводится обратимо (бесконечно медленно), значит η-max
Описание слайда:
Как видим, на всех стадиях кругового процесса нигде не допускается соприкосновенность тел с разной температурой, т.е. нет необратимых процессов теплопроводности. Весь цикл проводится обратимо (бесконечно медленно), значит η-max

Слайд 68


Итак, полезная работа КПД η равен:
Описание слайда:
Итак, полезная работа КПД η равен:

Слайд 69


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №69
Описание слайда:

Слайд 70


Видно, что η < 1 зависит от разности температур между нагревателем и холодильником (и не зависит от конструкции машины и рода рабочего тела). Это ещё одна формулировка теоремы Карно. Цикл Карно, рассмотренный нами, был на всех стадиях проведен так, что не было необратимых процессов, (не было соприкосновения тел с разными температурами). Поэтому здесь самый большой КПД. Больше получить в принципе невозможно.
Описание слайда:
Видно, что η < 1 зависит от разности температур между нагревателем и холодильником (и не зависит от конструкции машины и рода рабочего тела). Это ещё одна формулировка теоремы Карно. Цикл Карно, рассмотренный нами, был на всех стадиях проведен так, что не было необратимых процессов, (не было соприкосновения тел с разными температурами). Поэтому здесь самый большой КПД. Больше получить в принципе невозможно.

Слайд 71


Необратимый цикл Предположим для простоты, что необратимость цикла обусловлена тем, что теплообмен между рабочим телом и источником теплоты (считаем холодильник тоже «источником», только отрицательной температуры) происходит при конечных разностях температур. Нагреватель и холодильник не идеальны, они не обладают бесконечной теплоемкостью, поэтому нагреватель, отдавая тепло, охлаждается на ΔT, а холодильник нагревается на ΔТ.
Описание слайда:
Необратимый цикл Предположим для простоты, что необратимость цикла обусловлена тем, что теплообмен между рабочим телом и источником теплоты (считаем холодильник тоже «источником», только отрицательной температуры) происходит при конечных разностях температур. Нагреватель и холодильник не идеальны, они не обладают бесконечной теплоемкостью, поэтому нагреватель, отдавая тепло, охлаждается на ΔT, а холодильник нагревается на ΔТ.

Слайд 72


Любой процесс, не удовлетворяющий условию обратимости, мы называем необратимым процессом. Примером необратимого процесса является процесс торможения тела под действием сил трения. При этом скорость тела уменьшается, и оно останавливается. Энергия механического движения тела расходуется на увеличение энергии хаотического движения частиц тела и окружающей среды. Происходит диссипация энергии.
Описание слайда:
Любой процесс, не удовлетворяющий условию обратимости, мы называем необратимым процессом. Примером необратимого процесса является процесс торможения тела под действием сил трения. При этом скорость тела уменьшается, и оно останавливается. Энергия механического движения тела расходуется на увеличение энергии хаотического движения частиц тела и окружающей среды. Происходит диссипация энергии.

Слайд 73


Для продолжения движения необходим компенсирующий процесс охлаждения тела и среды. И так, в случае тепловых машин, нагреватель и холодильник – не идеальны, они не обладают бесконечной теплоёмкостью и в процессе работы получают или отдают добавочную температуру ΔТ.
Описание слайда:
Для продолжения движения необходим компенсирующий процесс охлаждения тела и среды. И так, в случае тепловых машин, нагреватель и холодильник – не идеальны, они не обладают бесконечной теплоёмкостью и в процессе работы получают или отдают добавочную температуру ΔТ.

Слайд 74


Второй закон термодинамики, понятие о циклах и энтропии газа, слайд №74
Описание слайда:

Слайд 75


КПД для обратимого цикла Карно: Для необратимого цикла Всегда – этот вывод справедлив независимо от причин необратимости цикла Карно.
Описание слайда:
КПД для обратимого цикла Карно: Для необратимого цикла Всегда – этот вывод справедлив независимо от причин необратимости цикла Карно.

Слайд 76


Формулировка второго начала термодинамики В изолированной системе все процессы протекают так, что энтропия не убывает. То есть изолированная система стремится перейти в равновесное состояние, вероятность такого состояния максимальна.
Описание слайда:
Формулировка второго начала термодинамики В изолированной системе все процессы протекают так, что энтропия не убывает. То есть изолированная система стремится перейти в равновесное состояние, вероятность такого состояния максимальна.

Слайд 77


Второе начало термодинамики – закон возрастания энтропии В замкнутой системе энтропия S при любом реальном процессе либо возрастает, либо остаётся неизменной ΔS ≥ 0; для обратимых процессов. ΔS = 0 В состоянии равновесия S → max энтропия замкнутой системы достигает максимума и никакие макроскопические процессы в такой системе невозможны.
Описание слайда:
Второе начало термодинамики – закон возрастания энтропии В замкнутой системе энтропия S при любом реальном процессе либо возрастает, либо остаётся неизменной ΔS ≥ 0; для обратимых процессов. ΔS = 0 В состоянии равновесия S → max энтропия замкнутой системы достигает максимума и никакие макроскопические процессы в такой системе невозможны.

Слайд 78


5.Понятие о TS-диаграмме
Описание слайда:
5.Понятие о TS-диаграмме

Слайд 79


Цикл Карно р-V - диаграмма
Описание слайда:
Цикл Карно р-V - диаграмма

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию