энтропия плавление льда

0,67 Mb. страница3/5Дата конвертации27.09.2011Размер0,67 Mb.Тип Смотрите также:     3     ^ 6. Круговые про™ессы. Энтропия1. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины: , где Q1 количество теплоты, полученной рабочим телом от нагревателя, Q2 количество теплоты, переданной рабочим телом холодильнику, А работа, совершенная машиной. 2. Идеальный цикл Карно - цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. КПД идеального цикла Карно: , где Т1 - температура нагревателя, Т2 - температура холодильника. 3. Изменение энтропии при переходе системы из состояния 1 в состояние 2: . Изменение энтропии при нагревании массы вещества с удельной теплоемкостью с: S=mc ln (T2/T1). Изменение энтропии при изменении агрегатного состояния : S=( m)/T, S=(Lm)/T, где m-масса вещества, ,L - удельные теплоты парообразования и плавления соответственно. 4. Термодинамическая вероятность W и энтропия связаны соотношением S = k ln W, где k - постоянная Больцмана.Примеры решения задач. Задача 1. Нагреватель тепловой машины, работающей по обратимому циклу Карно, имеет температуру t1=200oC. Определить температуру охладителя, если при получении от нагревателя количества теплоты 1 Дж машина совершает работу 0,4 Дж? Потери на трение и теплоотдачу не учитывать. Дано: T1=473К, Q1=1 Дж, А=0,4 Дж. Найти: Т2 - ? Решение. Температуру охладителя найдем, использовав выражение для КПД машины, работающей по циклу Карно, =(Т1-Т2)/Т1. Отсюда Т2=Т1 (1 - ) (1) Термический КПД тепловой машины выражает отношение количества теплоты, которое превращено в механическую работу А, к количеству теплоты Q1, которое получено рабочим телом тепловой машины из внешней Среды (от нагревателя), т.е. =А/Q1. Подставив это выражение в формулу (1), найдем: Т2=Т1(1-А/Q1) Т2=284К. Задача 2. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Исходное состояние одноатомного газа соответствует давлению 5 атм, температуре 300К и объему 2 л. В конце изотермического расширения объем стал равен 5 л, а в конце адиабатического - 8 л. Найти КПД цикла, работу за один цикл, количество теплоты, взятого от нагревателя и переданного холодильнику за один цикл. Дано: V1=2л=2.10-3 м3, р1=5атм=5.1,013.105 Па, Т1=300К, V2=5.10-3 м3, V3=8.10-3м3 . Найти: -? А - ? Q1 - ? Q2 - ? Решение. При изотермическом расширении из первого состояния во второе изменение внутренней энергии U=0. Поэтому, исходя из первого закона термодинамики, найдем это количество полученной от нагревателя теплоты Q1, равной работе при расширении газа: Q1=A1=(m/ ) RT ln (V2/V1). Используя условие задачи, находим: m/ =р1V1/( RT1). Тогда Q1=р1V1 ln (V2/V1). КПД цикла Карно =(Т1-Т2)/Т1. Температуру холодильника найдем, используя уравнение Пуассона Т1V2 -1 = Т2V3 -1 : T2= Т1(V2 / V3) -1. Следовательно, =1-(V2 / V3) -1. Из выражения для КПД тепловой машины =(Q1-Q2)/Q1 получим Q2=(1- )Q1. Работа за один цикл А= Q1-Q2. Q1 103 (Дж). Для одноатомного газа =(3+2)/3 1,6, тогда =1 (5/8)1,6 1=0,24. Q2= 760 (Дж). А=240 (Дж). Задача 3. Идеальная холодильная машина работает в интервале температур от 15 до -10оС. Работа за один цикл равна 20 кДж. Вычислить количество теплоты, отданной теплоприемнику за один цикл, и холодильный коэффициент. Дано: Т1=15оС=288К, Т2=-10оС=263К,А=2.104 Дж. Найти: Q1-? Q2-? 2 -? Решение. Идеальная холодильная машина работает по обратному циклу Карно. Расширение происходит при более низкой температуре Т2, чем сжа

Учебно-методическое пособие для студентов физико-математического факультета педвуза и школьных учителей физики. Елабуга: изд-во Елабужского гос пед ун-та, 2004- 43 с. Елабужский государственный педагогический университет 2 чел. помогло.

6. Круговые про™ессы. Энтропия - Учебно-методическое пособие для студентов физико-математического факультета педвуза...