Презентация по Основам гидравлики и теплотехники на тему "Основные законы термодинамики"

• 1 слайд

  Основные законы термодинамики
  Законы термодинамики. Термодинамические процессы. Циклы. Цикл Карно.
  Государственное общеобразовательное учреждение среднего профессионального образования
  Борисовский агромеханический техникум
  Автор: Бабич Фёдор Иванович
  преподаватель спец.дисциплин
  

• 2 слайд

  Первый закон термодинамики
  Если исчезает некоторое количество тепловой энергии, возникает эквивалентное количество механической энергии (в виде совершенной работы).
  При совершении какой-либо работы появляется эквивалентное ей количество тепловой энергии.
  

• 3 слайд

  Математическое выражение первого закона термодинамики
  Если к газообразному рабочему телу, находящемуся в равновесии, подвести тепло, то часть его пойдет на изменение внутренней энергии, а часть затрачивается на совершение работы:
  
  
  

• 4 слайд

  Работа расширения:
  
  Для 1 кг массы рабочего тела:
  
  
  
  
  
  
  

• 5 слайд

  P-v диаграмма
  В координатах p-v площадь, ограниченная кривой, осью абсцисс и ординатами крайних точек, равна работе расширения.
  Внешняя работа –положительная в процессах расширения и отрицательная – в процессах сжатия.
  

• 6 слайд

  dq=0 – отсутствует теплообмен системы с окружающей средой, процесс адиабатный.
  
  , объем тела не меняется, , процесс изохорный:
  
  - внутренняя энергия системы не меняется, процесс изотермический:
  
  
  
  
  
  
  

• 7 слайд

  Первый закон термодинамики
  Выводы
  Утверждает взаимопревращаемость теплоты и работы и не ставит ограничений в осуществлении этого процесса.
  Не противоречит существованию вечного двигателя.
  
  Действительность
  Превращение работы в теплоту не связано с ограничениями.
  Превращение теплоты в работу требует определенных условий.
  Невозможно возвращение ТДС в первоначальное состояние без каких-либо изменений в окружающей среде.
  Необратимы все естественные процессы
  

• 8 слайд

  Второй закон термодинамики
  Любой реальный самопроизвольный процесс необратим.
  При протекании в ТДС необратимого процесса неизменно возрастает энтропия. Чем больше необратимость – тем больше энтропия. Изменение энтропии – мера необратимости термодинамических процессов.
  

• 9 слайд

  Аналитическое выражение второго закона термодинамики
  
  
  Знак > характеризует необратимые процессы
  Знак = характеризует обратимые процессы
  

• 10 слайд

  Объединенное уравнение
  Объединенное уравнение первого и второго закона термодинамики для обратимых процессов и 1 кг рабочего тела:
  

• 11 слайд

  История
  Рабочая гипотеза тепловой машины, устанавливающая условия превращения теплоты в работу с точки зрения получения максимального к.п.д.
  Малая величина к.п.д. тепловой машины – особенность теплоты, а не технического несовершенства машин.
  Теоретические тепловые машины работают по круговым термодинамическим процессам – циклам.
  

• 12 слайд

  Второй закон термодинамики для циклов
  Процесс, в котором рабочее тела, претерпев ряд изменений, возвращается в первоначальное состояние, наз.круговым.
  Необходимы 3 элемента:
  Нагреватель или теплоприемник с T1;
  Холодильник с T2; T1 > T2;
  Рабочее тело.
  

• 13 слайд

  Пример цикла
  Подводят тепло q1
  Рабочее тело расширяется и совершает работу
  Для возвращения рабочего тела в первоначальное состояние (сжатие) часть внутренней энергии в форме теплоты рабочее тело отдаст холодильнику q2
  Теплота цикла:
  
  Работа цикла:
  

• 14 слайд

  Циклы
  

• 15 слайд

  Циклы
  Во всех циклах изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии равно 0.
  Первый закон термодинамики для циклов:
  

• 16 слайд

  Второй закон термодинамики в формулировке Карно
  В круговом процесса теплота нагревателя не может быть полностью превращена в работу.
  Совокупность процессов расширения и сжатия образовала термодинамический цикл, площадь которого равна работе, совершенной рабочим телом.
  

• 17 слайд

  Классификация циклов
  Цикл прямой – линия процесса расширения на p-v диаграмме расположена выше линии сжатия.
  Цикл обратный - ……
  Цикл обратимый – состоит из обратимых процессов.
  Цикл необратимый - ……
  

• 18 слайд

  По прямым циклам работают все тепловые двигатели, производимая работа отдается внешнему потребителю.
  По обратным циклам работают холодильные машины, теплота переходит от холодного тела к горячему
  
  

• 19 слайд

  Степень совершенства цикла
  Для оценки цикла необходимо знать долю теплоты q1, превращенной в полезную работу. Термический к.п.д.:
  
  
  Т.е. невозможно создать тепловую машину, термический к.п.д. которой был бы равен единице.
  

• 20 слайд

  Цикл Карно
  р-v - диаграмма
  T-S - диаграмма
  

• 21 слайд

  Цикл Сади Карно
  Термодинамический цикл состоит из 2-х изотермических и 2-х адиабатных процессов;
  Обратимый круговой процесс состоит из обратимых термодинамических процессов;
  Термический к.п.д. цикла Карно не зависит от природы газа и определяется температурами нагревателя и холодильника
  Количество подведенного тепла
  
  Теплота цикла
  
  
  К.п.д. цикла Карно
  
  
  

• 22 слайд

  Основа второго закона термодинамики
  Для превращения тепла в механическую работу необходимы два источника тепла с различной температурой и рабочее тело.
  В цикле тепло источника с большей температурой не может быть полностью превращено в работу, т.к. часть его отдается источнику с меньшей температурой.
  Тепло не может само переходить от тела менее нагретого к более нагретому без затрат работы.
  

• 23 слайд

  Второй закон термодинамики для циклов
  Математическая запись:
  
  Знак = - обратимые циклы;
  Знак < - необратимые циклы.
  Если интеграл, взятый по замкнутому контуру, равен 0, то под знаком интеграла находится полный дифференциал некоторой функции:
  

• 24 слайд

  Список используемой литературы
  http://ru.wikipedia.org
  http://www.chemport.ru/thermodynamics.shtml
  dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2566/ТЕРМОДИНАМИКА
  http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4372.html
  http://ru.teplowiki.org