Необоротність процесів. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплових двигунів
Д) Ізотермічне стискання газу приведе, що частина газу вийде через стінки посудини (назад не повернеться).
Е) Процес старіння.
Є) Кіно «навпаки».
Необоротними називають процеси, які можуть самочинно відбуватися тільки в одному певному напрямі, у зворотному напрямі вони можуть відбутися тільки як одна з ланок складнішого процесу.
Процес називається оборотним, якщо він допускає можливість повернення системи до початкового стану без будь-яких змін у зовнішньому середовищі.
Якщо таке повернення здійснити не можна, тобто після закінчення процесу в навколишніх тілах чи в даній системі залишаться якісь зміни, то процес є необоротним.
2. ІІ-й закон термодинаміки.
ІІ-й закон термодинаміки вказує напрям можливих енергетичних перетворень і тим самим виражає необоротність процесів у природі.
Теплота не може переходити сама по собі від тіла менш нагрітого до тіла більш нагрітого.
ІІ-й закон термодинаміки накладає обмеження на перетворення внутрішньої енергії у механічну.
3. Тепловий двигун – це машина, що перетворює внутрішню (теплову) енергію палива у механічну.
Енергія, що виділяється у нагрівнику (за рахунок хімічної реакції, ядерного розпаду) передається робочому тілу (газу) яке розширюючись, виконує механічну роботу. Для того, щоб двигун працював циклічно, газ стискається, віддаючи теплоту холодильнику (навколишньому середовищу.
Процеси, в результаті яких газ повертається і вихідний стан називаються круговими або циклічними.
4. Цикл Карно
З усіх теплових машин, які працюють з нагрівником, що має температуру Т1 і холодильником, що має температуру Т2 найбільший ККД має машина, що працює за оборотним циклом Карно, який складається з 2-х ізотерм (1→2, 3→4) та 2-х адіабат (2→3, 4→1).
Стадії 1→2, 2→3 – робочі, а 3→4, 4→1 допоміжні.
5. ККД теплового двигнуа
1. Ідеальний (для циклу Карно)
2. Термічний (для будь-якого циклу):
3. Реальний (дійсний):
Висновки:
1. ККД визначається лише температурами Т1 і Т2 і не залежить від роду робочої речовини.