16.Циклические процессы. Термодинамический кпд. Цикл Карно. Приведите цикл Карно на диаграмме p(V). Кпд цикла Карно.
Циклический процесс - изменение состояния термодинамической системы, в результате которого система возвращается в первоначальное состояние. Коэффициент полезного действия тепловой машины η (КПД):
Для
циклического процесса, совершаемого
по часовой стрелке:
Для
циклического процесса, совершаемого
против часовой стрелки:
Термодинамический цикл - это замкнутый процесс, совершаемый термодинамической системой, который можно многократно повторять.
Цикл Карно - идеальный замкнутый процесс, состоящий из четырех равновесных процессов - двух изотерм и двух адиабат.
Рабочее тело газ - последовательно изотермически расширяется при температуре Ть затем адиабатически расширяется, после чего изотермически сжимается при температуре Т2 и, наконец, адиабатически сжимается, возвращаясь в исходное положение.
Коэффициент полезного действия тепловой машины η (КПД) в цикле Карно:
Q1 - теплота изотермического расширения (при T1);
Q2 - теплота изотермического сжатия (при Т2);
Т1 - температура нагревателя;
Т2 - температура холодильника;
17.Теорема Карно. Теорема Клаузиуса. Теорема Карно-Клаузиуса. Свойства цикла Карно.
Теорема Карно- из всех циклических процессов, совершаемых квазистатически с идеальным газом в качестве рабочего тела в данном температурном интервале, максимальным термодинамическим КПД обладает цикл Карно.
Теорема Клаузиуса: КПД тепловой машины, работающей квазистатически по циклу Карно в данном температурном интервале не зависит от природы рабочего тела.
Теорема Карно-Клаузиуса: из всех тепловых машин, работающих квазистатически в данном температурном интервале, максимальным КПД независимо от природы рабочего тела обладает машина, работающая по циклу Карно.
Приведенная теплота Q/T: отношение количества теплоты к температуре процесса.
Свойства цикла Карно:
1. Коэффициент полезного действия η тепловой машины, работающей по циклу Карно, зависит только от разности температур нагревателя и холодильника и не зависит от природы рабочего тела.
2. КПД имеет максимальное значение в данном температурном интервале.
3. Сумма приведенных теплот в цикле Карно равна нулю.
18. Энтропия. Основные свойства энтропии. Изменение энтропии как критерий равновесия в изолированной системе. Приведите график зависимости энтропии от пути процесса в изолированной системе. Как изменится энтропия (увеличится или уменьшится) в ходе реакции: СН4(Г) + Н2О(г) СО(г) + 3 Н2(г)
Свойства энтропии: см. 14,15 вопрос.
Энтропия является критерием возможности и направления процессов, а также состояния термодинамического равновесия в изолированных или адиабатически- изолированных системах. Если в изолированной системе протекает самопроизвольный необратимый процесс, то энтропия возрастает ΔS>0.
Закон возрастания энтропии (неравенство Клаузиуса): В любой изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы, которые приводят к увеличению энтропии.
График зависимости энтропии от пути процесса:
Второй закон термодинамики для обратимых и необратимых процессов в изолированных системах:
dS> 0 и ΔS> О
При абсолютном нуле (Т=0К) энтропия индивидуального вещества, существующего в виде идеального кристалла, равна нулю.
В ходе реакции СН4(Г) + Н2О(г) СО(г) + 3 Н2(г) энтропия увеличится.