Презентация "Второй закон термодинамики"

• 1 слайд

  ВТОРОЕ НАЧАЛО
  
  ТЕРМОДИНАМИКИ
  

• 2 слайд

  НЕОБРАТИМОСТЬ
  ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
  ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ УТВЕРЖДАЕТ, ЧТО КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ ПРИ ЛЮБЫХ ЕЕ ПРЕВРАЩЕНИЯХ ОСТАЕТСЯ НЕИЗМЕННЫМ.
  НО! ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ НИЧЕГО НЕ ГОВОРИТ О ТОМ, КАКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОЗМОЖНЫ.
  
  
  
  Заметьте, многие процессы, которые возможны с точки зрения закона сохранения энергии, никогда не протекает в действительности.
  

• 3 слайд

  Примеры:
  ► Нагретые тела остывают
  
  ► Колебания маятника
  
  Энергетически допустимо: увеличение амплитуды колебаний маятника за счет охлаждения самого маятника и окружающей среды.
  Энергетически допустим процесс передачи теплоты от холодного тела к горячему.
  

• 4 слайд

  НЕОБРАТИМЫМ называется процесс, обратный которому может протекать только как одно из звеньев более сложного процесса.
  Передача тепла от холодного тела к горячему используя холодильную установку, потребляющую энергию.
  Увеличение амплитуды маятника в результате более сложного процесса, включающего толчок рукой
  

• 5 слайд

  ИЛЛЮСТРАЦИЯ НЕОБРАТИМОСТИ ЯВЛЕНИЙ В ПРИРОДЕ
  ПРОСМОТР КИНОФИЛЬМА
  В ОБРАТНОМ НАПРАВЛЕНИИИ
  «ПАДЕНИЕ ХРУСТАЛЬНОЙ ВАЗЫ
  СО СТОЛА»
  Соединение лежащих на полу осколков
  и восстановление ВАЗЫ
  ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЗЫ ИЗ ОСКОЛКОВ НЕ ПРОТИВОРЕЧИТ ЗАКОНАМ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ, ЗАКОНАМ МЕХАНИКИ, НИ ВООБЩЕ КАКИМ ЛИБО ЗАКОНАМ, КРОМЕ
  

• 6 слайд

  ВТОРОЙ ЗАКОН
  ТЕРМОДИНАМИКИ
  Указывает направление возможных энергетических превращений, выражая необратимость процессов в природе
  Установлен путем обобщения опытных фактов
  

• 7 слайд

  ФОРМУЛИРОВКА КЛАУЗИУСА
  Невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах
  Невозможен процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии путем теплообмена от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой.
  

• 8 слайд

  ФОРМУЛИРОВКА КЕЛЬВИНА 1851 г
  Невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы получение работы за счет теплоты, взятой от одного источника.
  В циклически действующей тепловой машине невозможен процесс, единственным результатом которого было бы преобразование в механическую работу всего количества теплоты, полученного от единственного теплового резервуара.
  

• 9 слайд

  Самопроизвольные процессы в изолированной системе всегда происходят направлении перехода от маловероятного состояния в более вероятное
  

• 10 слайд

  КЛАУЗИУС (Clausius) Рудольф Юлиус Эмануэль ( 1822 - 1888), немецкий физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-кинетической теории теплоты. Окончил в Берлинский университет. Первым понял и проанализировал идеи С. Карно и оценил их значение для теории теплоты и тепловых машин. Развивая эти идеи, Клаузиус в 1850 (одновременно с У. Кельвином) дал первую формулировку второго начала термодинамики, в которой содержалось утверждение о необратимости процесса передачи теплоты: "Теплота не может сама собою перейти от более холодного тела к более тёплому". Ввёл понятие энтропии, длины свободного пробега молекул. Количественно объяснил явления в газах, как внутреннее трение, теплопроводность и диффузия.
  Иностранный член Лондонского королевского общества (1868), член-корреспондент Парижской АН (1865).
  

• 11 слайд

  ТОМСОН Уильям (1824-1907) (с 1892 за научные заслуги получил титул лорда КЕЛЬВИНа - Kelvin) английский физик, один из основоположников термодинамики президент Лондонского королевского общества, иностранный член-корреспондент (1877) и иностранный почетный член (1896) Петербургской АН. Труды по многим разделам физики (термодинамика, теория электрических и магнитных явлений и др.).
  Ввел абсолютную шкалу температур (шкала Кельвина), дал одну из формулировок второго начала термодинамики, Активный участник осуществления телеграфной связи по трансатлантическому кабелю, установил зависимость периода колебаний контура от его емкости и индуктивности. Изобрел многие электроизмерительные приборы, усовершенствовал ряд мореходных инструментов.
  

• 12 слайд

  
  На основании любой из формулировок второго закона термодинамики могут быть доказаны следующие утверждения, которые называются теоремами Карно:
  
  ►Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей при данных значениях температур нагревателя и холодильника, не может быть больше, чем коэффициент полезного действия машины, работающей по обратимому циклу Карно при тех же значениях температур нагревателя и холодильника.
  ►Коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей по циклу Карно, не зависит от рода рабочего тела, а только от температур нагревателя и холодильника.
  

• 13 слайд

  Любой участок цикла Карно и весь цикл в целом может быть пройден в обоих направлениях.
  Обход цикла по часовой стрелке соответствует тепловому двигателю, когда полученное рабочим телом тепло частично превращается в полезную работу.
  Обход против часовой стрелки соответствует холодильной машине, когда некоторое количество теплоты отбирается от холодного резервуара и передается горячему резервуару за счет совершения внешней работы.
  Поэтому идеальное устройство, работающее по циклу Карно, называют обратимой тепловой машиной.
  

• 14 слайд

  Энергетическая схема холодильной машины. Q1 < 0, A < 0, Q2 > 0, T1 > T2.
  Работа А совершается при приведении машины в действие. Количество теплоты Q1 передается рабочим телом нагревателю более высокой температуры, а количество теплоты Q2 поступает от рабочего тела к холодильнику.
  Теплота передается от холодного тела к горячему → холодильная машина
  

• 15 слайд

  Если полезным эффектом является отбор некоторого количества тепла |Q2| от охлаждаемых тел (например, от продуктов в камере холодильника), то такое устройство является обычным холодильником.
  Эффективность работы холодильника βх можно охарактеризовать отношением
  
  
  Эффективность работы холодильника – это количество тепла, отбираемого от охлаждаемых тел на 1 джоуль затраченной работы.
  

• 16 слайд

  Если полезным эффектом является передача некоторого количества тепла |Q1| нагреваемым телам (например, воздуху в помещении), то такое устройство называется тепловым насосом.
  Эффективность βТ теплового насоса может быть определена как отношение
  
  
  
  Эффективность работы теплового насоса – это количеством теплоты, передаваемое более теплым телам на 1 джоуль затраченной работы.
  
  

• 17 слайд

  Радиатор – черная решетка позади холодильника,
  испаритель – морозильная камера внутри него и компрессор – насос с
  электродвигателем. Радиатор и испаритель сделаны из металлической трубки,
  заполненной легко сжижающимся газом – хладоном.
  

• 18 слайд

  
  «Науку все глубже постигнуть стремись,
  Познанием вечного жаждой тянись.
  Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
  Узнаешь: предела для знания нет.»
           Фирдоуси
  ( Персидский и таджикский поэт 940–1030 г.г)