ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Второе начало термодинамики 3- 1. Сущность второго начала термодинамики из "Техническая термодинамика Издание 3 " Допустим сначала, что рассматриваемый стационарный поток является адиабатическим, т. е. теплоизолированным, так что обмена теплом между движущимся газом (или жидкостью) и окружающей средой е происходит. Процесс течения с конечной скоростью может быть как обратимым, так и необратимым. [c.36] При переходе газа от сечения I к сечению II термические параметры изменяются соответственно от значений рь Ти VI до значений рг, Т , 2. а скорость течения от тх до Шг. [c.36] Уравнение (2-33) справедливо как для не обладающих вязкостью газов и жидкостей, так и для тех случаев, когда течение сопровождается действием сил трения, т. е. имеет силу как для обратимых, так и для пеобра-тимьих теплоизолированных течений. [c.36] Исходя из одного первого начала термодинамики, допустимо считать, что любой мыслимый процесс, который не противоречит закону сохранения энергии, принципиально возможен и мог бы иметь место в природе. [c.37] Можно было бы предположить, что при теплообмене между двумя телами различной температуры тепло может переходить как от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, так и, наоборот, от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой. Единственное ограничение, налагаемое первым началом тер-моди намики на этот пр оцесс, заключается в требовании равенства количества тепла, отданного первым и полученного вторым телом (при условии, что при этом не производится полезной внешней работы). [c.37] НИИ лроцеоса эти тела могут возвратиться в свое исходное состояние. Это означает, что процесс теплообмена при конечной разности температур представляет собой строго односторонний необратимый процесс. [c.38] Рассмотрим изолированную систему, состоящую из нескольких тел, способных совершать круговой процесс. Для того чтобы получить при помощи этих тел полезную работу, необходимо, что1бы1 тела не -находились в равновесии друг с другом. Одним из подходящих случаев будет тот, когда температуры тел не равны друг другу, другим, когда давления тел не равны, а температуры их одинаковы. Оставим пока в стороне первый случай и рассмотрим подробнее втор-ой. В этом случае тела, обладающие большим давлением, будут расширяться и перемещать другие тела до тех пор, пока давления всех тел не уравповесятся. При этом будет совершаться положительная работа, однако только до момента установления равновесия. [c.38] Этот результат находится в полном соответствии со вторым началом термодинамики в его первой формулировке. Действительно, если бы можно было получать положительную работу за счет охлаждения только одного единственного источника тепла, то, пренратив полученную работу в тепло при температуре, большей, чем температура источника, мы тем самым осуществили бы перенос тепла к телу с более высокой температурой без каких-либо остаточных изменений в состоянии участвующих в процессе тел, что, как мы уже знаем, невозможно. [c.38] Этот наиболее общий вывод, характеризующий свойства тепловых двигателей, может рассматриваться как новая формулировка второго начала термодина мики. [c.39] Из этой формулировки вытекают для термически однородных систем два важных следствия, первое из которых относится к изотермическим, а второе— к адиабатическим процессам. [c.39] Чтобы убедиться в правильности этого ут верждения, рассмотрим круговой изотермический процесс изменения состояния какой-либо термически однородной системы, в которой поддержание постоянной температуры осуществляется с помощью одного единственного источника тепла. Так как работа системы при круговом процессе и = с1и равна количеству полученного ею тепла Р — ( 5 то если эта работа положительна, она производится за счет охлаждения имеющегося единственного источника тепла, что согласно второму началу термодинамики невозможно следовательно, эта работа, а соответственно и количество тепла или равны нулю, или отрицательны, т. е. [c.39] Следствие 2. Существуют такие состояния термически о днородной системы, кото р ьи е н е д о с т и ж и м ы из данного состояния путем адиабат и ч е с к О г о перехода. [c.39] Действительно, если бы был возможен адиабатический переход из данного С0СТ01ЯНИЯ / в любое другое состояние, в том числе и в состояние 2, где система имеет ту же температуру, но другое значение объема и в которое система может быть обратимо переведена из начального состояния 1 изотермически при отводе количества тепла С1-2 0, то, совершив круговой процесс, состоящий из адиабатического перехода 1—2 и обратимого изотермического перехода 2—1, мы получили бы полезную внешнюю работу и, состоящую из работы адиабатического процесса —-/г и работы изотермического процесса — Э1 2—(/1—/2), т. е. I- — —Ql-2 —(/ —/2) + ( 1—Ь) =— 1-2, которая была бы положительной, так как по предложению —С1-2 0. Следовательно, в результате рассматриваемого кругового процесса производилась бы полезная внешняя работа при наличии только одного источника тепла, что согласно второму началу термодинамики невозможно поэтому невозможен и адиабатический переход системы в любое состояние из данного. [c.39] Несмотря на принципиальное различие первого и второго начал термодинамики, им можно придать некоторую общность в формулировках. [c.39] Первое начало термодинамики утверждает, что невозможно получать работу нз ничего, т. е. нельзя создать вечный двигатель, который производил бы полезную работу без внешнего источника энергии. [c.39] Второе начало термодинамики утверждает, что нельзя непрерывно получать работу от тел, находящихся в тепловом равновесии, несмотря на то, что эти тела обладают в полнеопределенным запасом внутренней энергии. [c.39] Следовательно, второе начало термодинамики может быть сформулировано еще и так вечный двигатель второго рода евО З-МО ж ен. [c.40] Вернуться к основной статье