13. Тепловые двигатели. Цикл Карно

Элементы теплового двигателя. Коэффициент полезного действия теплового двигателя. Диаграмма цикла Карно в координатах (p,V),(T,S). Теорема Карно. Примеры циклов в технике.

• Три основных элемента любого теплового двигателя:

• 1. Рабочее тело (газ или пар) при расширении совершающее работу.

• 2. Нагреватель, сообщающий энергию рабочему телу.

• 3. Холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.

• Коэффициент полезного действия теплового двигателя

отношение работы , совершаемой двигателем, к количеству теплоты , полученному от нагревателя:

• Диаграмма цикла Карно в координатах (p,V),(T,S)

• Теорема Карно

КПД цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и конструкции теплового двигателя и является функцией температур нагревателя и холодильника.

• Примеры циклов в технике

Двигатели внутреннего сгорания, холодильные установки, кондиционеры и т.д.

14. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Уравнение состояния идеального газа

Масса атомов и молекул. Количество вещества и число структурных элементов. Постоянная и число Авогадро. Модель идеального газа. Законы изопроцессов. Уравнение Клапейрона. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Закон Авогадро. Число Лошмидта.

• Масса атомов и молекул

Для измерения масс атомов и молекул в физике и химии принята единая система измерения. Атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода 12С.

• Количество вещества и число структурных элементов

Количество вещества – это число структурных элементов (атомов, молекул и др.) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль.

Любое вещество количеством 1 моль содержит структурных единиц (атомов, молекул, ионов).

• Число частиц называется числом Авогадро или постоянной. Авогадро и обозначается

• Модель идеального газа– достаточно нагретый и разрежённый газ, который можно представить в виде хаотически двигающихся маленьких твёрдых шариков. Собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда. Между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия. Столкновения молекул газа между собой и стенками сосуда – абсолютно упругие.

• Законы изопроцессов:

• Изо­тер­ми­че­ский про­цесс – про­цесс пе­ре­хо­да иде­аль­но­го газа из од­но­го со­сто­я­ния в дру­гое без из­ме­не­ния тем­пе­ра­ту­ры:

• Изо­бар­ный про­цесс – про­цесс пе­ре­хо­да иде­аль­но­го газа из од­но­го со­сто­я­ния в дру­гое при по­сто­ян­ном зна­че­нии дав­ле­ния:

• Изо­хор­ный про­цесс – про­цесс пе­ре­хо­да иде­аль­но­го газа из од­но­го со­сто­я­ния в дру­гое при по­сто­ян­ном зна­че­нии объ­ё­ма:

• Уравнение Клапейрона:

• Уравнение Клапейрона-Менделеева

• Закон Авогадро

В равных объемах различных газов, взятых при одинаковых температурах и давлениях, содержится одно и то же число молекул

• Число Лошмидта - число структурных единиц в 1 м³ вещества в состоянии идеального газа при нормальных условиях.