Свежие комментарии

    3.11. Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно

    5) Рабочее тело — идеальный газ — теплового двигателя совершает цикл, состоящий из следующих процессов: изобарного, адиабатического и изотермического. Ответ при­ве­ди­те в ки­ло­грам­мах. В результате изобарного процесса газ нагревается от 300 К до 600 К. Определить термический КПД теплового двигателя.

    83. Азот массой 28 г адиабатно расширили в n = 2 раза, а затем изобарно сжали до начального объема. 7.19. Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал: 1) изотермически; 2) изобарно. При этом тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в со­су­де сни­зи­лась в 4 раза, а его дав­ле­ние умень­ши­лось в 2 раза. Ока­за­лось, что кран у со­су­да был за­крыт плохо, и через него про­са­чи­вал­ся воз­дух.

    По­че­му при ре­ше­нии ис­поль­зу­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра в гра­ду­сах Цель­сия, а не кель­ви­нах? За­да­ние 25 № 3438. Иде­аль­ный газ изо­хор­но на­гре­ва­ют так, что его тем­пе­ра­ту­ра из­ме­ня­ет­ся на , а дав­ле­ние — в 1,6 раза. Масса газа по­сто­ян­на.

    3.11. Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно

    Чему равна теп­ло­ем­кость этой пор­ции дан­но­го газа в рас­смат­ри­ва­е­мом про­цес­се? На диа­грам­ме p—V ра­бо­те, со­вер­ша­е­мой газом в ходе цик­ли­че­ско­го про­цес­са, со­от­вет­ству­ет пло­щадь цикла. Для про­цес­са a—b—c— a эта пло­щадь по­ка­за­на на ри­сун­ке штри­хов­кой. В объёме, огра­ни­чен­ном дном со­су­да и порш­нем, на­хо­дит­ся воз­дух (см. ри­су­нок).

    Кран у со­су­да был за­крыт не­плот­но, и сквозь него мог про­са­чи­вать­ся воз­дух. Повседневные наблюдения и многочисленные опыты показывают, что осуществляться может не любой термодинамический процесс, при котором соблюдается первый закон термодинамики.

    Основы термодинамики

    Обобщение огромного экспериментального материала позволило сформулировать второй закон термодинамики, указывающий направление, в котором могут протекать термодинамические процессы. Круговой процесс (или цикл) – это последовательность процессов, приводящих термодинамическую систему к исходному состоянию.

    Глава 3. Молекулярная физика и термодинамика

    Второй закон термодинамики лежит в основе работы любого циклически действующего теплового двигателя. С прекращением же расширения, прекратится и процесс превращения внутренней энергии пара или газа в механическую энергию.

    К таким двигателям относится, например, огнестрельное оружие. Чтобы полезная работа за один цикл отличалась от нуля, надо сжатие рабочего тела проводить при меньшем давлении, чем при расширении. Сказанное хорошо иллюстрируется на графике зависимости давления газа, находящегося в цилиндре под поршнем, от занимаемого им объема.

    В приведенном примере мы имеем дело с тепловым двигателем однократного действия

    В лаборатории промоделировать работу циклического теплового двигателя можно с помощью следующей установки. В данном опыте анилин моделирует рабочее тело тепловой машины, пламя служит нагревателем, стакан со льдом – холодильником. Пусть в процессе сжатия рабочее тело отдает холодильнику количество теплоты Q2 и совершает отрицательную работу A2, возвращаясь при этом в исходное состояние.

    На основе этих соображений Карно построил цикл идеальной тепловой машины, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. При изотермическом расширении рабочего тела происходит полное превращение внутренней энергии, полученной им от нагревателя, в механическую энергию.

    Тепловым двигателем называется устройство, способное превращать полученное количество теплоты в механическую работу

    Это дает возможность понизить температуру рабочего тела от температуры нагревателя до температуры холодильника. Благодаря этому, в дальнейшем при сжатии внешним силам придется выполнить меньшую работу. На следующем этапе снимается тепловая изоляция и осуществляется тепловой контакт рабочего тела с холодильником, который также обладает бесконечно большой теплоемкостью.

    При кон­так­те тел с раз­ной тем­пе­ра­ту­рой, между ними на­чи­на­ет­ся теп­ло­об­мен. Определить изменение энтропии газа в ходе указанных процессов. Льда в тер­мо­се много, а зна­чит, весь лед не рас­та­ет, и ко­неч­ная тем­пе­ра­ту­ра си­сте­мы будет . Так как си­сте­ма на­хо­дит­ся в тер­мо­се, теп­ло­по­те­ря­ми можно пре­не­бречь.

    Читать еще:

    • Уплотнение под мышкойУплотнение под мышкой А теперь пощупайте под мышкой. Иногда то, что кажется опухолью под мышкой, не является […]
    • Вши (педикулез)Вши (педикулез) Прыгать вши не умеют и с головы на голову не перепрыгивают. Вши не прыгают и не летают, […]
    • Кому на Руси жить хорошоКому на Руси жить хорошо Предлагаем прочитать онлайн краткое содержание «Кому на Руси жить хорошо» Некрасова по […]
    • Холодовая аллергияХолодовая аллергия Аллергические пятна по всей поверхности кожи появляются при пищевой аллергии. Какие […]
    • Урчит в животеУрчит в животе Ведь причина урчания живота у беременной может крыться и в серьезных патологиях. Но […]

    Comments are closed.