Принципиальная схема устройства тепловой машины

Тепловые двигатели – это устройства превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую работу. Тепловая машина состоит из 3 частей: нагревателя, рабочего тела (газ или пар) и холодильника. Нагреватель передаёт рабочему телу тепловой машины Е в виде тепла. Холодильник забирает от рабочего тела неизрасходаваную часть тепловой Е. Система которая обменивается Е с внешней средой или другими системами и совершает работу, наз рабочим телом. Максимальный КПД у тепловых двигателей в основу работы которых положен цикл Карно. Этот цикл состоит из двух изотерм и двух адиабат. На графике: (1,2-изотермическое расширение), (2,3-адиабатное расширение), (3,4-изотермическое сжатие), (4,1-адиабатное сжатие).

Теоремы Карно: 1) КПД теплового двигателя, работающего по циклу Карно, не зависит от свойств раб. тела и конструкции двигателя, а определяется температурой нагревателя t₁ и температурой холодильника t₂. η_к=(T₁-T₂)/T₁. Следствия: 1. КПД цикла Карно всегда меньше 1 и увеличивается при повышении температуры нагревателя или при понижении температуры холодилька. 2. КПД приближается к 1 в том случае, когда температура холодильника приближается абсолютному нулю. 2) Из всех циклических процессов термодинамики, идущих при данной максимальной и минимальной температурах, наибольшим КПД обладает цикл Карно.

Ое начало термодинамики.

Второе начало – не осуществим термодинамический процесс, в результате которого происходила бы теплопередача от одного тела к другому, более горячему, без внешних воздействий. Всю полученную теплоту раб тело не может преобразовать в работу, то какое-то кол-во теплоты оно будет терять, т.е. отдавать холодильнику. Это означает, что КПД тепловой машины никогда не может быть равным 1. =>нельзя создать вечный двигатель второго рода в котором КПД равно 1 т.е. все подводимое тепло переходит в работу. Краткая формулировка 2-ого начала термодинамики: нельзя построить вечный двигатель 2-ого рода.Речь идет о невозможности циклического обратимого процесса, т. е. нециклический процесс в ходе которого все кол-во подведенной извене теплоты преобразуется в работу, в природе существовать может.

Основные положения МКТ вещества.Диффузия.Броуновское движение.

1)Любое макроскопическое тело состоит из мельчайших обособленных частиц-молекул, атомов, ионов. 2)Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, интенсивность которого зависит от температуры тела. 3)Между частицами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Второе положение МКТ подтверждается явлениям броуновского движения и диффузии. Броуновское движение открыто английским ботаником Р. Броуном-это непрерывное хаотическое движение очень малых частиц, взвешенных в газе или жидкости, вследствие теплового движения молекул. Диффузия - самопроизвольное перемешивание и взаимопроникновение веществ. Наиболее активно в газах, затем в жидкостях, в твердой фазе практически не заметно.

Взаимодействие молекул.Природа сил молекулярного взаимодействия.График зависимости их от расстояния.

Силы молекулярного взаимодействия являются потенциальными и их можно охарактеризовать потенциальной Е взаимодействия. Силы молекулярного взаимодействия имеют электромагнитную природу, возникают вследствие взаимодействия электронов и атомных ядер и являются короткодействующими. Сфера молекулярного взаимодействия это – область, в которой наиболее интенсивно проявляются взаимодействия молекул 10^-9 м. F_пр=1/r⁷; F_от=1/r¹².