Термодинамическая шкала теплот

Термодинамическая вариантность 182 Термодинамическая шкала теплот 63 [c.456]

Второе начало термодинамики устраняет этот недостаток и позволяет установить термодинамическую шкалу, температура по которой не зависит от термометрического вещества и поэтому называется абсолютной. В самом деле, поскольку интегрирующий делитель ф( ) для элемента теплоты определяется только температурой, он может служить мерой температуры. Температура T=(p(t) и является термодинамической (абсолютной) температурой, поскольку, как мы покажем, числовое значение функции ф(/ от выбора эмпирической температуры не зависит, хотя вид этой функции зависит от выбора эмпирической температуры. [c.61]

Построение термодинамической шкалы температур можно представить следующим образом. Пусть температуры цикла A-B- -D (рис. 6.5) равны температуре кипения воды и температуре таяния льда Гц. Полагая, что в этом цикле в работу превращена теплота [c.73]

Термодинамическая шкала температуры. Температуру Тд называют термодинамической температурой, она находится в следующей простой связи с количеством теплоты Q, полученной рабочим телом двигателя Карно при данной температуре [c.53]

Следующим важным свойством термодинамической шкалы температур является одинаковость знака температуры всех тел это означает, что существует предельная температура, называемая абсолютным нулем. Из уравнения (2.44) видно, что наименьшая из возможных температур отвечает случаю, когда Q = 0 эта температура и есть абсолютный нуль. Следует иметь в виду, что двигателя Карно, у которого температура теплоприемника равнялась бы абсолютному нулю, в действительности быть не может, так как его существование противоречит второму началу термодинамики (поскольку в этом случае вся теплота превращалась бы в работу без всякой компенсации). Абсолютный нуль в термодинамической шкале температур является, таким образом, предельной и, как будет ясно из дальнейшего, недостижимой температурной точкой. [c.54]

Следует иметь в виду, что двигателя Карно, у которого температура теплоприемника равна абсолютному нулю, в действительности быть не может, так как его существование противоречит второму началу термодинамики. В этом случае вся теплота превратилась бы в работу без какой-либо компенсации. Абсолютный ноль в термодинамической шкале температур является, таким образом, предельной и, как будет ясно из дальнейшего, недостижимой температурной точкой. [c.68]

Рекуррентная формула (3.71) позволяет в принципе указать простую процедуру получения термодинамической шкалы температур для некоторого теплового состояния ( назначается температура Т1 в виде положительного действительного числа, снабженного наименованием единицы измерения к 1 кг рабочего тела обратимого двигателя Карно в изотермическом процессе при температуре 1 подводится некоторое количество теплоты дг, рабочее [c.84]

Введенные для тепловых измерений основные величины — температура и количество теплоты — потребовали установления соответствующих единиц. Температура, точнее разность температур, определялась жидкостными термометрами, причем в физике была принята шкала Цельсия, в которой интервал между точкой плавления льда и точкой кипения воды при нормальном давлении делился на сто частей. Впоследствии бьша введена абсолютная, а затем практически с ней совпадающая термодинамическая шкала температур. Подробнее об этой шкале сказано в гл. 5. [c.49]

Измерение температуры по термодинамической шкале связано, как уже отмечалось, с осуществлением цикла Карно и измерением количеств теплоты, получаемых телом от нагревателя и отдаваемых охладителю. Измерение температуры таким образом являлось бы затруднительным. В связи с этим для практических целей на основе термодинамической шкалы установлена Международная практическая температурная шкала. [c.140]

К числу недостатков такого термометра надо отнести сложность изготовления и градуировки, а также несколько большую термическую инертность, чем у плоских калориметрических термометров. Поэтому герметичные термометры типа образцового термометра употребляются в калориметрии, как правило, лишь в тех случаях, когда точное измерение температуры в Международной шкале (или непосредственно в термодинамической шкале, если измеряется температура ниже кислородной точки) необходимо по условиям опыта. К таким случаям относится, например, определение истинных теплоемкостей в широком интервале температур, а также измерение температур и теплот фазовых переходов. [c.140]

Полученными разностями теплот определяется работа циклов Карно, которая, таким образом, оказывается одинаковой для всех соседних источников тепла, отличающихся друг от друга температурой в Г, независимо от того, в какой области шкалы он берется. Эта работа является аналогом величине 1/273 коэффициента теплового расширения или увеличения давления для идеальных газов и служит, как и этот коэффициент, подтверждением равномерности абсолютной термодинамической шкалы температур. [c.49]

Абсолютная термодинамическая шкала или шкала Кельвина выводится из количества теплоты Q, вводимого в систему при изотермическом обратимом процессе, происходящем между двумя [c.141]

Термодинамическая температурная шкала, предложенная Кельвином, основана на втором законе термодинамики и не зависит от термометрических свойств тела. Построение шкалы опирается на следующие положения термодинамики. Если в прямом обратимом цикле Карно к рабочему телу подводится теплота С] от источника с высокой температурой Т и отводится теплота Сг к источнику с низкой температурой Гг, то T T =Q Q2 независимо от природы рабочего тела. Эта зависимость позволяет построить шкалу, опираясь только на одну постоянную или реперную точку с температурой Го. Например, пусть температура источников теплоты Т2—Т0 Т1 = Т, причем Г не известна если между этими источниками осуществить прямой обратимый цикл Карно и измерить количество подводимой и отводимой (Эз теплоты, то неизвестную температуру Г можно определить по формуле Г=Гo(Ql/Q2). Таким же способом можно произвести градуирование температурной шкалы. [c.171]

Температура — важнейший термодинамический параметр состояния вещества. Она характеризует тепловое состояние тела. Тепловое равновесие тел влечет за собой понятие температуры, т. е. тела, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру в любой температурной шкале измерения. Из опыта хорошо известно, что теплота самопроизвольно переходить от тел более нагретых к телам менее нагретым, т. е. к телам с меньшей температурой, независимо от размеров тел, их цвета, запаха и т. п. Поэтому в качестве определения температуры может быть принято утверждение, что температура есть единственный параметр состояния вещества, определяющий направление самопроизвольного теплообмена между телами. [c.8]

Определенная таким образом температура представляет собой температуру тела по температурной шкале, основанной на использовании двигателя Карно в качестве термического устройства. Эту температуру называют термической температурой и обозначают Т. Термодинамическая температура находится в простой связи с количеством теплоты Q, т. е. [c.67]

Термодинамическая температурная шкала не связана с конкретными свойствами рабочего (термометрического) тела. Следовательно, термодинамическая температура является не эмпирической, а универсальной температурой. Легко убедиться, что термодинамическая температурная шкала является равномерной шкалой. Это вытекает из соотношения (2.6) и может быть уяснено из рассмотрения последовательного ряда двигателей Карно, каждый из которых характеризуется одной и той же величиной производимой работы L, а количество теплоты, отдаваемое одним двигателем, полностью передается другому (рис. 2.7). [c.67]

Впервые это содержание теоремы Карно было раскрыто в 1848 г. В. Томсоном (1823—1907). Он считал, что характерным свойством предполагаемой им шкалы, является то, что все градусы имеют одно и то же значение, т. е., что единица теплоты, падающая от тела А с температурой Т на этой шкале к телу В с температурой (Т — 1) будет давать один и тот же механический эффект, каково бы ни было число Т. Такая шкала может быть действительно названа абсолютной, так как для нее характерна полная независимость от физических свойств какого-либо вещества [2], Эта шкала носит его имя —шкала Кельвина. Открытие абсолютной термодинамической температуры позволяет устанавливать величину градуса по одной реперной точке. Такой путь построения температурных шкал является наиболее правильным, однако он не мог быть сразу использован. [c.36]

Термодинамическая температурная шкала основывается на соотношении между количествами теплоты и температурами, характеризующем обратимый цикл Карно. Если тело, совершающее цикл, получает от нагревателя количество теплоты при температуре 71 и отдает холодильнику количество теплоты Q2 при температуре 7г (71 и 7г— абсолютные термодинамические температуры), то отношение количеств теплоты Ql/Q2 равно отношению температур Т1/Т2. Зная Ql и Q2 и приняв за исходную одну из температур, можно определить вторую. [c.29]

Термодинамическая температурная шкала основывается на втором начале термодинамики, из которого следует, что для любого рабочего тела (независимо от его природы), совершающего цикл Карно, отношение количества теплоты (Зь полученного телом от нагревателя, к количеству теплоты (За, отданному им охладителю, равно отношению температур нагревателя (Тг) и охладителя (Га), т. е. [c.139]

Вопрос о принципах построения абсолютной шкалы температур тесно связан с анализом основных принципов преобразования теплоты в работу. Действительно, как мы сейчас увидим, коэффициент полезного действия (к. п. д.) наивыгоднейшего с термодинамической точки зрения кругового процесса (цикла) теплового двигателя прямо определяется через абсолютные температуры взаимодействующих с двигателем тел. Это дает возможность свести вопрос о построении абсолютной шкалы температур к определению к. п. д. такого кругового процесса. Впервые этот круговой процесс был предложен (и обоснован как наивыгоднейший) Карно. Поэтому он получил название цикла Карно. Таким образом, изучение абсолютной шкалы температур надо начать с рассмотрения цикла Карно. [c.117]

Выражение (41) (во втором случае) показывает, что наинизшее возможное значение абсолютной термодинамической температуры (<) = 0) возможно лишь при q — О, когда от холодного источника невозможно отбирать теплоту, так как скорости его молекул равны нулю. Таким образом, минимальное значение абсолютной термодинамической температуры соответствует наинизшему универсальному тепловому состоянию. Нули температур в обеих абсолютных шкалах совпадают. Если взять ряд тепловых состояний с одинаковыми изменениями термометрических свойств измеряющего вещества между соседними состояниями и принять их за один градус так, что [c.49]

Термодинамическая температурная шкала основывается на соотношении между количествами теплоты и температурами, характеризующими обратимый тепловой цикл Карно. Если тело, совершающее цикл, получает от нагревателя количество теплоты Wi при температуре Ti и отдает холодильнику количество теплоты Wz при тем- [c.9]

Если осуществить цикл между теплоотдатчиком с температурой Ti итеплоприемником, в который отводилось бы количество теплоты, равное нулю (Q2 = 0). то абсолютная температура холодильника должна была бы быть равной нулю. При этих условиях вся теплота Qi превратилась бы в полезную работу L=Qi и к. п. д. цикла был бы равен единице. Поэтому абсолютный нуль температуры представляет собой низшую из всех возможных температур, когда к. п. д. цикла Карно равен единице. Такая температура принимается за начальную точку абсолютной термодинамической шкалы. [c.133]

После Карно обоснованием второго начала термодинамики занимались Тсмсон и Клаузиус. Томсон сформулировал второе начало термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления теплового двигателя с одним единственным источником теплоты, т. е. такой машины, которая путем охлаждения моря или земли производила бы механическую работу в любом количестве, вплоть до исчерпания теплоты моря и суши и в конце концов всего материального мира. Ему же принадлежит открытие термодинамической шкалы температур. Клаузиус исходил из идей Карно и придал выводам последнего большую общность и строгость с учетом эквивалентности тепла и работы, т. е. окончательно освободил термодинамику от гипотезы о теплороде. Исторической заслугой Клаузиуса является формулировка второго начала термодинамики в виде следующего утверждения теплота сама собой не может переходить от тела холодного телу горячему. Позже он дал более расширенную формулировку второе начало гласит, что все совершающиеся в природе превращения в определенном направлении, которое принято в качестве положительного, могут происходить сами собой, т. е. без ксмпенсации, но в обратном, т. е. отрицательном, направлении они могут происходить только при условии, если одновременно происходят компенсирующие процессы. Далее Клаузиус вывел на основе этого принципа особую функцию состояния — энтропию. С помощью этого нового понятия Клаузиус придал второму началу термодинамики форму закона возрастания энтропии изолированной системы. Этот закон, по мнению Клаузиуса, должен был иметь силу для всей Вселенной, что оказалось неправомерной, а потому и неверной для всей Вселенной экстраполяцией второго начала термодинамики. [c.154]

Определение температуры путем осуществления прямого обратимого цикла Карно с измерением подводимой и отводимой теплоты оказалось бы сложным и затруднительным. Поэтому для практических целей на основе термодинамической шкалы установлена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). [c.172]

Выражение (3.70) можно использовать в качестве рабочей формулы для построения термодинамической шкалы температур, ибо множитель qi qi+l= ( —11 0,1+1) не ависит от свойств термометрического вещества (рабочего тела цикла Карно). Однако построенная таким образом шкала (если составлять ее из положительных чисел) находилась бы в противоречии с исторически слолсившимся понятием температуры теплота самопроизвольно переходит от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. Поэтому в качестве термодинамической температуры принимаем величину 7=1/Ф и вместо выражения (3.70) имеем следующую формулу [c.84]

Это свойство цикла Карно и положено в основу построения абсолютной термодинамической шкалы температуры. Выделим из всех циклов Карно цикл АВСО (рис. 17), образованный изотермами 7о и Тцаа, И допустим, что изотерма То соответствует температуре таяния льда, а изотерма 7,шп — температуре кипения воды.. Предположим, что в цикле Карно АВСО на работу было затрачено количество теплоты Р. Тогда, если разбить площадь АВСО сеткой равноотстоящих изотерм из 100 равных частей, то в каждом из полученных циклов Карно на работу будет затрачиваться количество теплоты, равное 0,01 р. Температурный интервал между изотермами составит Г (если Го=0°С и 7 ип= 100°С). [c.101]

В процессе исследований выяснилось, что температурные шкалы, построенные на одних и тех же реперных точках, но использовавшие различные термометрические вещества, давали различные значения температуры. Это объясняется тем, что термометрические свойства веществ по-разному изменяются с температурой, причем все эти зависимости нелинейны. В связи с этим возникла проблема создания температурной шкалы, которая не зависела от термометрических свойств веществ. Такая шкала была предложена в 1848 г. Кельвиным и называлась термодинамической. В основу построения термодинамической шкалы Кельвин взял идеальный цикл Карно, в котором работа, полученная в этом цикле, зависит только от температур начала и конца процесса. Таким образом, термодинамическая шкала, предложенная Кельвиным, не зависела от термометрических свойств, однако для практического измерения температуры она была неудобна нужно было либо измерять количество теплоты, либо при использовании термометров, заполненных реальными газами, вводить для каждого значения температуры различные поправки. [c.16]

Обратимся к формуле Деринга — Фольмера (2.34) где имеет вид (2.2). Если учесть выражение (2.15) для разности давлений р" — р внутри критического пузырька и вне его, то для расчета частоты нуклеации /1 нри заданных температуре Т и давлении р нужно в первую очередь знать поверхностное натяжение на границе пузырька с жидкостью, давление насыщенного пара Ре, удельные объемы р, и", теплоту испарения I на одну молекулу. Кроме того, в предэкспоненциальный множитель входит число молекул в 1 сж жидкости N1 и масса молекулы т. Для 0, рв, V, V" берутся значения по таблицам термодинамических свойств [122, 123] на линии насыщения при заданной температуре. Так же находятся I и N1- При выбранном внешнем давлении р нетрудно рассчитать по (2.34) температурную зависимость Получается одна из кривых, показанных на рис. 8, б. Ввиду очень сильной температурной зависимости удобно пользоваться полулогарифмической шкалой. Меняя давление р = р, как параметр, приходим к серии кривых lg Jx [Т) (1—4 на рис. 8, б). Обычно сравнение экспериментальных данных с теорией производится не для частоты нуклеации а для температуры Гц, которая соответствует реализуемой в опыте частоте Например, при перегреве всплывающих капелек lg 6. По теории гомогенной нуклеации строится небольшой участок кривой lg Jl (Т) и из условия lg = 6 определяется теоретическое значение Гц. Для проверки теории нужно изменять в широком интервале давлепие, под которым находится жидкость, а также эффективную частоту зародышеобразования. Перекрыть большой диапазон удается благодаря применению разных методов перегрева жидкостей. Для маленькой пузырьковой камеры /1 1 10—10 см -сек , для капелек 10 см -сек , а в методе импульсного нагрева жидкости имеем = 10 — 10 слГ -сек . Это позволяет судить о применимости теории как при низких, так и при очень высоких частотах спонтанного зародышеобразования. Безразмерную величину [c.129]

В основании построения термодинамической температурной шкалы лежат J eдyющиe положения. Если в обратимом цикле Карно тело, совершающее цикл, поглощает теплоту при температуре и отдает тепло Q , при температуре Т , то отношение термодинамических (абсолютных) температур равно отношению количеств тепла QllQ2 Согласно положениям термодинамики значение этого отношения не зависит от свойств рабочего тела. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...