3

Wnioski z I zasady termodynamiki

Wnioski z I zasady termodynamiki

L = 0 -> Q = AU AU = 0 —» Q = L L = -AU

-    dla przemiany izochorycznej (V = const)

-    dla przemiany izotermicznej (T = const)

-    dla przemiany adiabatycznej (Q = 0)

Cykl termodynamiczny (proces kołowy) - ciąg procesów' (przemian), które doprowadzają z powrotem układ do warunków początkowych. Rzeczywiste cykle są nieodwracalne (dysypacja energii), ale dla uproszczenia posługujemy się modelem przybliżonym -» cykl odwracalny, ąuasistatyczny, maszyna (silnik, sprężarka) - doskonale izolowana.

Sprawność silnika cieplnego w cyklu odwracalnym (z I zasady termodynamiki)

Qi^=Uc -Ua^+Li

~Q₂ -Uc ^L₂ (L_z*-L_a)

Ql -Q2 ^=L1 ~^L2 = ^L

L Qi-Q₂_₁ Q₂ ^ Qi Qi Qi

sprawność silnika cieplnego w cyklu odwracalnym

Obieg (cykl) Carnota AB, CD - izotermy BC, DA - adiabaty praca adiabatycznego sprężania = pracy adiabatycznego rozprężania L₀

(Q = 0)

*I_C =

sprawność, jakiej nie może przekroczyć najdoskonalszy silnik (sprawność rzeczywistego obiegu rn nieodwracalnego będzie Ji jeszcze mniejsza)

rz

<

?c

•    Tylko część ciepła doprowadzonego do układu uzyskujemy w postaci pracy

sformułowania

•    Niemożliwe jest przekazywanie ciepła ciału o temperaturze wyższej przez ciało o temperaturze niższej bez włożenia pracy z zewnątrz

•    Niemożliwe jest skonstruowanie perpetum mobile Ii-go rodzaju (maszyny czerpiącej ciepło z jednego źródła,

np. z oceanu, i zamieniającej je na pracę)    _>

Odwrotny cykl termodynamiczny - np. chłodziarka; pompa ciepła

(me irujUc z procesem odwracalnym)

(uzupełnienie termodynamiki statystycznej - kinetycznej teorii gazów)

<^ek}_!s,=5kT

Zasada ekwipartycji energii- energia rozkłada się równomiernie na wszystkie rodzaje ruchu (postępowy, obrotowy, drgający);

-    na każdy stopień swobody cząsteczki

-    dla gazu 1-atomowego

(v = 3),(e_k) = -kT;* = c_p/c_v = 5/3 s 1,67 2

(hel i inne gazy szlachetne)

dla gazu 2-atomowego (v = 5),(e_k) = - kT; x = 7/5 = 1,4

2

(bezuwzgl. ruchu drgającego), np.02 ,N2

i dn
di/	/IX	/I*	/^T2>T,
	f 1 \ 1 > V/ < 1		/

'd

Rozkład Maxwella dla prędkości /fi gazu doskonałego (ustalony teoretycznie)

•    n- liczba cząstek w jedn. objętości

•    f(v)- prawdopodobieństwo (gęstość

prawdopodobieństwa)

) ^pr cf/a, (jazu 3- 6cłowoiv^o Cv~6)

^<\^eK^ = §; kT = SkT ;    (w aeOUfWtrłosci' *^S W-(i » irty/ęclu

Ca. udzraC enenju ruchtc drj°-]va<jo)