ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава девятая. Циклы газовых двигателей и их исследоI ванне из "Теоретические основы теплотехники " В цикле общего вида (рис. 8-8) сообщение тепла рабочему телу по пути AB и отвод тепла от тела по пути DA производится при переменных температурах. Оба эти процесса могут быть характеризованы также соответственными среднимид температурами я. [c.102] При замене в произвольном цикле линий подвода и отвода тепла изотермами аЬ и с1с, соответствующими средним температурам 7 ] и Гз, получим цикл Карно, эквивалентный данному циклу, т, е. одинаковый с нйгМ по своим результатам. [c.102] Действительно, в обоих циклах рабочее тело получает от горячего источника теплоту отдает холодильнику теплоту 2 и совершает полезную работу А1 = д — /2. [c.102] Метод замены произвольных циклов эквивалентными циклами Карно значительно упрощает выяснение вопроса об их сравнительной экономичности и позволяет оценивать целесообразность мероприятий, осуществляемых с целью улучшения экономичности цикла. Если при осуществлении мероприятия повысится средняя температура подвода тепла или понизится средняя температура отвода тепла в цикле, то к. п. д. цикла, а следовательно, и его экономичность, повысятся, и наоборот. [c.103] Если система не подвергается никаким внешним воздействиям на нее, то она называется изолированной. [c.103] При протекании в такой системе обратимых термодинамических процессов, энтропии взаимодействующих тел изменяются, но суммарная энтропия системы остается неизменной. [c.103] Обратимые процессы, как известно, должны протекать при бесконечно малой разности температур и давлений между взаимодействующими телами и при отсутствии трения. [c.103] На величину й8 уменьшится энтропия тела, отдавшего тепло, и настолько же увеличится энтропия другого тела, получившего это тепло. Суммарная же энтропия тел (энтропия системы) останется неизменной. [c.103] При протекании кругового процесса взаимодействовать будут, по крайней мере, 4 тела горячий источник, холодильник, рабочее тело и тело, воспринимающее работу. [c.104] В результате кругового процесса останутся неизменными энтропия рабочего тела (так как оно возвращается в первоначальное состояние) и энтропия тела, воспринявшего работу (сообщением работы изменить энтропию тела нельзя). [c.104] Следовательно, при совершении в системе кругового процесса изменятся только энтропия горячего источника и холодильника. [c.104] Поэтому при протекании в системе обратимого цикла Карно ее энтропия останется неизменной. То i(e будет иметь место при протекании в системе любого обратимого цикла, так как последний всегда может быть заменен суммой соответствующих элементарных циклов Карно. [c.104] Таким образом, при протекании в системе любых обратимых процессов ее энтропия не изменяется. [c.104] То же самое будет иметь место при протекании в системе любого необратимого цикла. [c.105] Возрастание энтропии изолированной системы при протекании наблюдаемых в ней тепловых процессов обусловливается прежде всего тем, что теплообмен между телами совершается при наличии конечной разности температур и только в одном направлении, так как теплота всегда переходит от тел с более высокой температурой к телам менее н агретым. [c.105] Односторонняя направленность имеет место при протекании не только тепловых, но и любых других неравновесных процессов. Так, электрический ток всегда направлен в сторону меньшего потенциала, поток жидкости всегда движется в сторону меньшего давления и т. д. [c.106] Однако между тепловыми и другими неравновесными процессами имеется существенное различие. Процессы теплообмена не сопровождаются какими-либо превращениями энергии, а во всех других неравновесных процессах, наряду с основными превращениями энергии из одного вида в другой, всегда имеет место частичное превращение энергии в теплоту. Так, теплота возникает при трении движущихся тел, при прохождении электрического тока по проводам и т. д. [c.106] При изменении условий протекания процесса затраченная энергия, за исключением той ее части, которая превратилась в теплоту, может быть вновь восстановлена в первоначальной форме. Так, замедляя скорость струи жидкости, можно повысить ее давление изменяя направление электрического тока в аккумуляторе, можно вновь восстановить химические соединения свинца и т. д. Энергия же, превратившаяся в прямом процессе в теплоту, так и остается в форме тепла. [c.106] Поэтому в результате протекания в изолированной системе любых неравновесных процессов происходит непрерывное превращение различных видов энергии в теплоту, которая передается от более нагретых к менее нагретым телам и температуры их выравниваются. Параллельно с этим энтропия системы увеличивается, так как выделение теплоты в ходе процессов равносильно его подводу к системе извне. По истечении достаточно большого промежутка времени все виды энергии, имеющиеся в изолированной системе, превратятся в теплоту, температуры всех тел вырав-ляются и система придет в состояние равновесия и покоя, из которого ее нельзя будет вывести без внешнего воздействия. При этом энтропия изолированной системы достигнет своего возможного максимума. [c.106] Если изложенные положения, основанные на данных земного опыта, распространить на всю вселенную, то можно прийти к выводу о так называемой тепловой смерти вселенной. [c.107] Вернуться к основной статье