ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Тепловий двигун. Ідеальна теплова машина. Цикл Карно

Перший закон термодинаміки

Збільшення внутрішньої енергії тіла може бути спричинене

передаванням кількості теплоти , а також виконанням роботи А. Перший закон термодинаміки формулюється так: зміна внутрішньої енергії DU системи дорівнює сумі роботи А, виконаної над системою зовнішніми силами і наданої їй кількості теплоти .

Якщо роботу виконує система над зовнішніми тілами, то , тоді

Кількість теплоти , що надана системі, йде на збільшення її внутрішньої енергії і виконання системою роботи проти зовнішніх сил.

1) Ізохорний процес: ∆V = 0, A=0 , отже , де - питома теплоємність при сталому об’ємі.

2) Ізобарний процес:

3) Ізотермічний процес: ∆Т=0, ∆U=0, якщо ізотермічне нагрівання, A>0, , Q>0 газ отримує енергію ззовні.

При ізотермічному стисканні A<0, Q<0 тому тому, газ віддає енергію навколишньому середовищу. Процес, який відбувається без теплообміну з навколишніми тілами, називається адіабатичним. Адіабатичними можна наближено вважати процеси, які швидко відбуваються. Отже, в такому процесі Q = 0, , тобто робота виконується за рахунок зміни внутрішньої енергії тіла.

Другий закон термодинаміки

Неможливий круговий процес, єдиним результатом якого є перетворення теплоти, одержаної від нагрівника, у еквівалентну їй роботу.

М.Планк: «У природі неможливий процес, єдиним результатом якого був би перехід теплоти повністю в роботу».

К. Клаузіс: «Теплота не може сама собою переходити від тіла з нижчою температурою до тіла з вищою температурою».

Тепловий двигун. Ідеальна теплова машина. Цикл Карно

Тепловий двигун – це пристрій, який перетворює внутрішню енергію палива в механічну. Енергія, яка виділяється під час згорання палива, через теплообмін передається газу. Газ, розширюючись, виконує роботу проти зовнішніх сил і приводить у рух механізм. Будова теплового двигуна подано на (Рис. 29).

Для того щоб двигун працював циклічно, газ стискається, віддаючи теплоту холодильнику (навколишньому середовищу). Робоче тіло двигуна дістає кількість теплоти від нагрівника, виконує роботу А над зовнішніми тілами і передає кількість теплоти холодильнику. Оскільки система після закінчення циклу повертається до початкового стану, зміна внутрішньої енергії дорівнює нулю (DU = 0) і за першим законом термодинаміки А = Q_н–Q_х, де А - механічна робота, яку виконує газ, - кількість теплоти, одержаної від нагрівника, – кількість теплоти, переданої холодильнику.

Величина h = називається коефіцієнтом корисної дії (ККД) машини.

Французький інженер С. Карно зўясував умови роботи ідеальної теплової машини. З усіх теплових машин, які працюють з нагрівником, що має температуру Т_н, і холодильником, що має температуру Т_х , найбільший коефіцієнт корисної дії має теплова машина, що працює за оборотним циклом Карно, який складається з двох ізотерм і двох адіабат. (Рис. 30).

ККД циклу Карно можна записати через температуру нагрівника і холодильника:

h =

Доведено, що будь-яка реальна теплова машина, в якої температура нагрівника і холодильника відповідні Т_н і Т_х, не може мати ККД, більший за ККД ідеальної теплової машини: , тобто .