ОК – 8 ... – Термодинамика

ОК – 8
Термодинамика.
Термодинамика – раздел физики изучающий возможность использования
внутренней энергии для совершения работы.
Основные представления
1. не учитывают атомную структуру
вещества;
2. используют макроскопические
параметры ( р, V, T, m).
3. используют термодинамические
параметры (Q, U ).
4. теория строится на основе
известных опытных данных.
Термодинамические параметры
Основные понятия
1. термодинамическая система –
система тел или частиц где
происходят преобразования
энергии;
2. изолированная т–д система –
система в которой нет теплообмена
с окружающей средой;
3. т-д равновесие- состояние в
котором параметры системы не
изменяются со временем;
4. т-д процесс – переход системы из
одного т-д состояния в другое;
5. обратимый т-д процесс – система
может перейти в первоначальное
состояние через те же точки;
6. необратимый т-д процесст-д процесс самопроизвольно идёт
только в одном направлении.
U – внутренняя энергия
Q – количество
теплоты
– мера теплопередачи.
[Q]= [Дж]
( таблица « Количество
теплоты»)
- это сумма энергий
молекулярных
взаимодействий и энергии
теплового движения
молекул.
[U] = [Дж]
Пр
U = ∑ (Epi + Eki)
Теплопередача –
процесс изменения
внутренней энергии
путём теплообмена
Вн. энергия одноатомного
газа
уравнение теплового
баланса
Вн. энергия многоатомного
газа
∑ Qi = 0
Способы изменения внутренней
энергии.
 совершение работы
A = p Δ V [A] = [Дж]
U=
U=
RT
ν RT

Пр
движение поршня в
машине
теплопередача
нагрев ложки в
стакане с
горячим чаем.
Основные законы термодинамики
Первое начало термодинамики
Второе начало термодинамики
1. Невозможно построить вечный
двигатель первого рода.
1. КПД идеальной тепловой машины
определяется только температурами
нагревателя и холодильника.
(С.Карно)
2. В природе невозможен процесс
единственным результатом
которого был бы переход теплоты
полностью в работу. (М. Планк)
3. Теплота не может сама собой
переходить от тела с более низкой
температурой к телу с более
высокой температурой. ( Клаузиус)
2. При разнообразных процессах,
протекающих в природе,
энергия не возникает из ничего
и не уничтожается, но
превращается из одного вида в
другой.
Q = ΔU +A
( таблица «Применение первого начала
термодинамики к изопроцессам»)
Тепловые двигатели – устройства, преобразующие внутреннюю энергию топлива
в механическую энергию.
нагреватель T1
КПД – показывает эффективность
работы двигателя.
Q1
рабочее тело
η=
η=
= Q1 - Q2
[η] = [%]
( идеальный двигатель)
1824 фр. инженер Сади Карно
проект идеальной тепловой машины
Q2
p
холодильник T2
1
2
4
3
Виды тепловых машин применяемых
0
на практике:
1. карбюраторный четырёхтактный двигатель (конец 19 века)
2. дизельный двигатель (1897, нем. инженер Дизель)
3. паровая турбина (1824, фр. инженер Лаваль, 1889, анг. инженер Паркинсон)
4. газотурбинный двигатель (начало 20 века)
V