Уравнение адиабатического процесса для идеального газа

2.5. Уравнение адиабатического процесса для идеального газа.

Вывод уравнения адиабаты.

Приведение подобных слагаемых.

Диф. уравнение адиабаты.

Интегрирование уравнения.

Уравнение адиабаты.

Другие формулы адиабаты.

Расчёт работы в адиабатическом процессе.

2.6. Второе начало термодинамики.
На основе первого начала термодинамики можно решить много термодинамических задач. Однако, не все явления термодинамики описываются этим законом. Этот закон не устанавливает направленность процессов.
Progr D: Progr E: Progr F: Progr G: Progr H:
Progr D: Progr E: Progr F: Progr G: Progr H:

Необратимость потоков тепла.
Как мы видели выше, тепловые процессы сами по себе протекают всегда в направлении, когда тепло перетекает от более горячего тела к более холодному. В этом и состоит одна из формулировок второго начала термодинамики. Иначе говоря, не возможны процессы, при которых тепло самопроизвольно перетекало бы от холодного тела к горячему.

Замечание.
В этой формулировке существенным является уточнение «самопроизвольно». Перекачка тепла от холодного тела к горячему возможна (это подтверждает работа холодильников), но для этого необходимо затратить дополнительную энергию, т.е. произвести работу над системой.

Приведённая теплота.

Равновесные и неравновесные процессы.
Определение. Процессы, протекающие при конечных разностях термодинамических параметров, называются неравновесными.
Это название обусловлено тем, в течение этих процессов система не успевает прийти к равновесию.
Определение. Процессы, протекающие при бесконечно малых разностях термодинамических параметров, называются равновесными.

Характеристика равновесных процессов.
Они характерны тем, что каждое промежуточное состояние системы в этих процессах можно считать равновесным. Такие процессы, очевидно должны быть достаточно медленными, чтобы успевали пройти тепловые процессы выравнивания термодинамических параметров.

Понятие энтропии.

Перетекание энтропии.

Энтропия при равновесных процессах.

Передача тепла при конечной разности температур.

Второе начало термодинамики.

Вторая формулировка второго начала.
Существует ряд других формулировок второго начала.
Невозможно создать машину, единственным результатом действия которой было бы отнятие теплоты от некоторого тела и полностью превращение её в работу.
В этом случае коэффициент полезного действия был бы равен 100 %.

Третья формулировка второго начала.
Отсюда вытекает ещё одна формулировка.
Не возможен вечный двигатель второго рода, т.е. двигатель, кпд которого равен единице.
Можно показать, что все формулировки второго начала термодинамики эквивалентны.

2.7. Круговые процессы. Цикл Карно.
Определение. Процессы, при которых термодинамические параметры в начале и конце процесса совпадают, называются круговыми процессами или термодинамическими циклами.
Одним из самых важных в термодинамике циклов является цикл Карно. Он состоит из двух адиабат и двух изотерм.

Цикл Карно.

Рисунок цикла Карно.

Количество теплоты на первой изотерме цикла.

Теплота на втором изотермическом участке цикла.

КПД цикла Карно.

Соотношения для объёмов.

Преобразование формулы.

Необратимый цикл Карно.

2.8. Функции состояния.

Функции состояния.
Определение. Параметры термодинамической системы, изменение которых за полный цикл равно нулю, называются функциями состояния системы.
С математической точки зрения это означает, что их элементарное изменение представляет собой полный дифференциал.
Согласно определению и последнему равенству энтропия есть функция состояния системы.

Первое начало с использованием энтропии.

Дифференциал энтропии.

Приведём подобные.

Связь энтропии с давлением и теплоёмкостью.

Соотношения между термодинамическими параметрами.
Таким образом, только из того факта, что некоторая величина есть функция состояния, можно находить соотношения между термодинамическими параметрами.