Законы термодинамики и КПД тепловых двигателей

Подготовил учитель географии и

естествознания

«Лицей №104» г. Новокузнецк

Валиева И.А.

Законы термодинамики и КПД тепловых двигателей

Естествознание 11 класс

• Аддитивность энтропии –  энтропия системы равна сумме энтропий её частей.
• Адиабата (адиабатный процесс) –  это процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой
• КПД теплового двигателя –  это отношение полезной работы, совершенной данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.
• Вечный двигатель второго рода –  это воображаемое неограниченно долго действующее устройство, позволяющее все полученное от нагревателя тепло преобразовать в механическую работу, ничего не отдавая холодильнику, то есть двигатель с КПД 100%
• Идеальный тепловой двигатель –  это такой двигатель, в котором все процессы могут быть проведены обратимым образом и так, что в каждый момент его состояние являлось бы равновесным.
• Изотерма (изотермический процесс) –  это процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре.
• Тепловой двигатель –  это тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует зависимость теплового расширения вещества от температуры.

Общие черты тепловых двигателей:

1) энергия топлива → механическая энергия.

• Происходит превращение во внутреннюю энергию газа или пара, котрые нагреты до высокой температуры.

2) Необходимо наличие двух тел, которые обладают разными температурами (нагреватель и холодильник), а также рабочее тело (пар или газ).

• При работе теплового двигателя рабочее тело забирает у нагревателя теплоту Q 1  и превращает часть её в механическую энергию А, а ту часть теплоты, которая не перешла в энергию Q 2  передает холодильнику. По закону сохранения и превращения энергии A=Q 1 -Q 2

Необходимые условия для работы теплового двигателя:

• Нагреватель;
• Рабочее тело,
• Холодильник.

Законы термодинамики позволяют вычислить максимально возможный КПД теплового двигателя, работающего с нагревателем, имеющим температуру Т1Т1 и холодильником с температурой Т2Т2.

• КПД теплового двигателя – важнейшая его характеристика. ТД подчиняется  первому закону термодинамики  и конечно же второму закону термодинамики (передача тепла происходит от более нагретого тела к менее нагретому).
• Второй закон термодинамики  – невозможно передать тепло от более холодного тела к более горячему так, чтобы в окружающей тела системе ничего не изменилось Данный закон запрещает существование вечного двигателя второго рода.
• Третий закон термодинамики  – невозможен процесс, в результате которого тело могло бы быть охлаждено до температуры абсолютного нуля.

Виды тепловых двигателей