ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая формулировка второго закона из "Теплотехника " Из первого закона термодинамики следует, что взаимное превращение тепловой и механической энергии в двигателе должно осуществляться в строго эквивалентных количествах./Дамгатель, который позволял бы получать работу без энергетических затрат, называется вечным двигателем первого ро-д а. Ясно, что такой двигатель невозможен, ибо он противоречит первому закону термодинамики. Поэтому первый закон можно сформулировать в виде следующего утверждения вечный двигатель первого рода невозможен. В 1755 г. французская Академия наук раз и навсегда объявила, что не будет больше принимать на рассмотрение какие-либо проекты вечных двигателей. [c.20] Несмотря на эквивалентность теплоты и работы, процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая энергия может быть полностью превращена в теплоту, например, путем трения, однако теплоту полностью превратить в механическую энергию в периодически повторяющемся процессе нельзя. Многолетние попытки осуществить такой процесс не увенчались успехом. Это связано с существованием фундаментального закона природы, называемого вторым законом термодинамики. Чтобы выяснить его сущность, обратимся к принципиальной схеме теплового двигателя (рис. 3.2). [c.21] Как показал опыт, все без исключения тепловые двигатели дол, ны иметь горячий источник теплоты, рабочее тело, совершающее замкнутый процесс — цикл, и холодный источник теплоты. [c.21] Работа двигателя осуществляется следующим образом (рис, 3.3). Расширяясь по линии IB2, рабочее тело совершает работу, равную площади 1В22 . В непрерывно действующей тепловой машине этот процесс должен повторяться многократно. Для этого нужно уметь возвращать рабочее тело в исходное состояние. Такой переход можно осуществить в процессе 2В1, но при этом потребуется совершить над рабочим телом ту же самую работу. Ясно, что это не имеет смысла, так как суммарная рабо та — работа цикла — окажется равной нулю. [c.21] Коэффициент полезного действия оценивает степень соверщенства цикла теплового двигателя. Чем больше КПД, тем большая часть подведенной теплоты превращается в работу. [c.22] Соотношение (3.9) является математическим выражением принципа эквивалентности тепловой и механической энергии. [c.22] Отметим, что если исключить из схемы теплового двигателя холодный источник, то формально принцип эквивалентности не будет нарушен. Однако, как показывает опыт и как следует из проведенного выше анализа работы двигателя, такой двигатель работать не будет. [c.22] Тепловой двигатель без холодного источника теплоты, г. е. двигатель, полностью превраш,аюш,ий в работу всю полученную от горячего источника теплоту, называется вечным двигателем второго рода. [c.22] Таким образом, второй закон термодинамики можно сформулировать в виде следующего утверждения Вечный двигатель второго рода невозможен . В более расшифрованном виде эту формулировку в 1851 г. дал В. Томсон Невозможна периодически действующая тепловая машина, единственным результатом действия которой было бы получение работы за счет отнятия теплоты от некоторого источника . [c.22] Вернуться к основной статье