Изменение термодинамических функций

Изменение внутренней энергии  (во всех процессах!).

Изменение энтальпии      (во всех процессах!).

Изменения других функций приведены в табл. 3.1.

 

Процессы	ФУНКЦИИ
	Теплота q, Дж/кг	Энтропия Ds, Дж/(кг К)	Работа , Дж/кг	Располагаемая работа , Дж/кг
1	2	3	4	5
Политропный		; ; ;	; ; ;	; ; ; ; ;
Изохорный	q=Du=	;		;

 

Сводные графики политропных процессов в v-p и s-T координатах, выводы из анализа сводных графиков.

Сводные графики политропных процессов представлены на рис. 3.1.

Рис. 3.1

Выводы из анализа графиков

· При dv>0 происходит расширение газа с совершением работы (d >0), при dv<0 - сжатие газа с затратой работы (d <0).

· Чем больше n, тем круче линия процесса.

· В процессах, линии которых расположены правее адиабаты,

q подводится, а левее – q отводится.

· В процессах, линии которых расположены выше изотермы, Т увеличивается, а ниже – Т уменьшается.

· В процессах, линии которых расположены между адиабатой и изотермой, теплоемкость отрицательна (при расширении с подводом q температура уменьшается, при сжатии с отводом q температура увеличивается).

 

Второй закон термодинамики

Понятие о термодинамическом цикле. Условия преобразования тепловой энергии в механическую работу. Прямой термодинамический цикл, его среднее давление и КПД. Обратный цикл, его холодильный и отопительный коэффициенты.

Второй закон термодинамики связан с необратимостью (односторонней направленностью) всех естественных процессов. По Больцману: природа стремится к переходу от менее вероятных состояний к более вероятным.

Наиболее вероятное состояние термодинамической системы – состояние внутреннего равновесия.

В технической термодинамике второй закон определяет условия превращения теплоты в работу.

Работа, как показывает опыт, превращается в теплоту непосредственно и полностью.

Теплота превращается в работу посредством рабочего тела (газ, пар) лишь частично и при определенных условиях.

Рассмотрим прямой и обратный обратимые изотермические процессы при наличии одного источника теплоты (рис.7.1):

12 – прямой процесс расширения с подводом теплоты q от источника с запасом энергии Q;  ~пл.1’122’1’;

21 – обратный процесс сжатия с отводом теплоты q в источник внешней энергии;

Рис.4.1               ~пл. 2’211’2’;

 

; .

Для получения избыточной работы процесс сжатия должен проходить при меньшей температуре, т.е. необходимо иметь, по крайней мере, два источника теплоты («горячий» и «холодный»).