ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ЦИКЛЫ ИДЕАЛЬНЫЙ ЦИКЛ

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ). ИДЕАЛЬНЫЙ ЦИКЛ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ КАРНО. Седых В. 1 ПА

Первое начало термодинамики, один из двух основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для систем, в которых существенное значение имеют тепловые процессы. П. н. т. было сформулировано в середине 19 в. в результате работ Ю. Р. Майера, Дж. Джоуля и Г. Гельмгольца. Согласно П. н. т. , термодинамическая система (например, пар в тепловой машине) может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. П. н. т. часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя 1 -го рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника. Ю. Р. Майер Дж. Джоуль Г. Гельмгольц

Q = DU + A

U = U + U 0

П. н. т. утверждает, что U является функцией состояния системы, то есть каждое состояние термодинамической системы характеризуется определённым значением U, независимо от того, каким путём система приведена в данное состояние (в то время как значения Q и А зависят от процесса, приведшего к изменению состояния системы). При исследовании термодинамических свойств физической систем П. н. т. обычно применяется совместно со вторым началом термодинамики.

Круговой процесс (цикл) в термодинамике, процесс, при котором физическая система (например, пар), претерпев ряд изменений, возвращается в исходное состояние.

Термодинамические параметры и характеристические функции состояния системы -температура Т -давление р -объём V -внутренняя энергия U - энтропия S в конце К. п. вновь принимают первоначальное значение и, следовательно, их изменения при К. п. равны нулю (DU = 0 и т. д. )

Согласно закону сохранения энергии, произведённая в К. п. системой или над системой работа (А) равна алгебраической сумме количеств теплоты (Q), полученных или отданных на каждом участке К. п. (DU = Q — А = 0, А = Q). Отношение А/Qn (совершённой системой работы к количеству полученной ею теплоты) называется коэффициентом полезного действия (КПД) К. п.

Различают -равновесные (точнее, квазиравновесные) К. п. , в которых последовательно проходимые системой состояния близки к равновесным -неравновесные К. п. , у которых хотя бы один из участков является неравновесным процессом. У равновесных К. п. кпд максимален.

К. п. называется прямым, если его результатом является совершение работы над внешними телами и переход определённого количества теплоты от более нагретого тела (нагревателя) к менее нагретому (холодильнику).

Карно цикл, обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатных процессов. Впервые рассмотрен французским учёным Н. Л. С. Карно (1824) как идеальный рабочий цикл теплового двигателя.

Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом двигателя определённого количества теплоты от более нагретого тела (нагревателя) к менее нагретому (холодильнику). Сади Карно