Реферати

Реферат: Перший початок термодинаміки і изопроцесси. Коефіцієнт корисної дії

Вивчення екстремального стану організму. Биоекономический підхід до вивчення проблеми екстремального стану організму людини. Клінічний приклад розбалансування, невпорядкованості енергоємних метаболических процесів, що забезпечують функціональний "сплеск" механізмів термінової адаптації.

Основні физикальние і спеціальні методи дослідження в ангіології. Основні методи физикального й інструментального дослідження хворих з ушкодженнями, захворюваннями артерій і вен. Дослідження сутності патологічного процесу. Стан системи мікроциркуляції, реологических, гемокоагуляционних властивостей крові.

Сколіоз. Лікувальна фізкультура при сколіозі. Хребет, його функції і відділи. Постава - звична поза в спокої і при русі, причини її порушення. Сколіоз як захворювання опорно-рухового апарата, його класифікація. Виявлення і діагностика хвороби, її наслідку і методи лікування.

Безробіття і зайнятість у Росії. Поняття, причини, види безробіття і зайнятості. Наслідку безробіття, політика зайнятості. Закон Оукена, крива Филипса. Соціально-економічні наслідки Росії. Життєвий рівень населення, державна політика зайнятості й аналіз ринку праці.

Монополія як тип ринкової структури і її види. Теоретична сутність монополізму, його основні види і причини виникнення. Характеристика різних моделей ринку недосконалої конкуренції. Аналіз діяльності російських монопольних компаній. Теорія і практика антимонопольної політики держави.

ФІЛІЯ ГОУ ВПО «РГУТИС» в м. Смоленске

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

ПО ДИСЦИПЛІНІ: «ФІЗИКА»

ТЕМА: ПЕРШИЙ ПОЧАТОК ТЕРМОДИНАМІКИ І ИЗОПРОЦЕССИ.

КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ.

Роботу виконав студент Севостьянов Д. Н.

Факультет 100101 «Сервіс»

Спеціалізація «Автосервіс»

Групи 1.2. П. з.

Перевірив: Коцур А. А.

Смоленськ 2007

ТЕРМОДИНАМІКА (від термо... і динаміка), розділ фізики, що вивчає найбільш загальні властивості макроскопічних систем, що знаходяться в стані термодинамічної рівноваги, і процеси переходу між цими станами. (Нерівновагий процеси вивчає термодинаміка нерівновагий процесів.) Термодинаміка будується на основі фундаментальних принципів - початків термодинаміки, які є узагальненням численних спостережень і результатів експериментів (див. Перший початок термодинаміки, Другий початок термодинаміки, Третій початок термодинаміки). Термодинаміка виникла в 1-й підлогу. 19 в. в зв'язку з розвитком теорії теплових машин (С. Карно) і встановленням закону збереження енергії (Ю. Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Основні етапи розвитку термодинаміки пов'язані з іменами Р. Клаузіуса і У. Томсона (формулювання другого початку термодинаміки), Дж. Гиббса (метод термодинамічних потенціалів), В. Нернста (третій початок термодинаміки) і інш. Розрізнюють хімічну термодинаміку, технічну термодинаміку і термодинаміку різних фізичних явищ.

Основні поняття термодинаміки:

ТЕРМОДИНАМІЧНА СИСТЕМА, макроскопічне тіло, виділене з навколишнього середовища за допомогою перегородок або оболонок (вони можуть бути також і уявними, умовними) і що характеризується макроскопічними параметрами: об'ємом, температурою, тиском і інш. Для цього термодинамічна система повинна складатися з досить великого числа частинок.

РІВНОВАЖНИЙ ПРОЦЕС, нескінченно повільний процес, в якому термодинамічна система проходить через ряд нескінченно близьких один до одного рівноважних станів. Рівноважний процес є оборотним.

РІВНОВАГА ТЕРМОДИНАМІЧНА системи, характеризується рівністю температури, тиску і інших макроскопічних параметрів всіх її частин і максимумом ентропії системи загалом (в умовах, якщо система не обертається і на неї не діють зовнішні поля - гравітаційні і інш.). Будь-яка ізольована система з течією часу досягає стану рівноваги термодинамічної.

ТЕРМОДИНАМІКА НЕРІВНОВАГИЙ ПРОЦЕСІВ, розділ фізики, що вивчає нерівновагий процеси (дифузію, в'язкість, термоелектричні явища і інш.) на основі загальних законів термодинаміки. Для кількісного вивчення нерівновагий процесів, зокрема визначення їх швидкостей в залежності від зовнішніх умов, складаються рівняння балансу маси, імпульсу, енергії, а також ентропії для елементарних об'ємів системи, і ці рівняння досліджуються спільно з рівняннями процесів, що розглядаються. Термодинаміка нерівновагий процесів - теоретична основа дослідження відкритих систем, в т. ч. живих істот.

Перший початок термодинаміки - теплота, що передається системі, витрачається на зміну її внутрішньої енергії і на здійсненню роботи проти зовнішніх сил

Q= А + ∆ А = р∆ Vв випадку, коли тиск не міняється, і рівний. А = {pdVв довільному випадку. Звідси видно, що чисельно робота рівна площі під кривою, що представляє графік процесу в координатах (р, V)

Для різних изопроцессов перший початок термодинаміки має вигляд:

Q= А при ізотермічному процесі;

Q = р∆ V + ∆ Uпри изобарическом процесі;

Q = AUпри изохорном процесі. Ще одне формулювання першого початку термодинаміки свідчить: вічний двигун першого роду, який би здійснював би більшу роботу, ніж повідомлена йому ззовні енергія, - неможливий

Адіабатний процес - процес, при якому відсутній теплообмін між системою і навколишнім середовищем (Q = 0). Адіабата - графік цього процесу. Рівнянням адиабатного процесу є рівняння Пуассона: рV= const.

Перший початок термодинаміки для цього процесу має вигляд ∆ U = - А, т. е. внутрішня енергія системи може бути змінена тільки за рахунок здійснення роботи.

Перший закон термодинаміки: ∆U = А + Q

A' = -A ∆U = -A' + Q, де А'-робота самої системи Q = A' + ∆U

Якщо система ізольована:

А = 0 Q = 0 = > ∆U = 0, але ∆U = U2 - U1 = 0 U1 = U2 = const

Q = 0 A' + ∆U = 0 A' = -∆U Вічний двигун не може працювати вічно.

Газові закони (изопроцесси).

PV = m/M * RT т. д - параметри: Р, V,

Тиск суміші газів дорівнює сумі їх парциональних тиску, тобто тиску, які мав би кожний з газів окремо, якби він при даній температурі один займав весь об'єм. Якщо в судині є суміш газів, то згідно із законом Дальтона:

Суміш з N газів: P1, P2,..., PN

Р = P' + Р" + Р"' +. ..

Р = P1 + P2 +. .. + PN

Оскільки PNV = mn/ MN*RT

P1V = m1/ M1*RT

P2V = m2/ M2*RT

PNV = Mn/ MN*RT

V (P1 + P2 +. .. + PN) = RT (m1/ M1 + m2/ M2 +. ..+ mN/ MN)

1 ЗАКОН

1662 р. Закон Бойля - Маріотта, процес при Т = const- ізотермічний:

PV = m/M * RT, m = const

1) P1V1 = m/ M* RT P1V1 = P2V2

2) P2V2 = m/ M* RT

При m = const, Т = const, PV = const

Q = A' + ∆U, Q = A' Т = const, ∆U = i/2 * m/ M* R ∆Т, ∆Т = 0; ∆U = 0

2 ЗАКОН

Закон Гей - Люссака процес Р = const - ізобарний m = const

1) Р V1 = m/ M* R T1: Р V1/ Р V2 = (m/ M* R T1) / (m/ M* R T2)

2) Р V2 = m/ M* R T2 V1/ V2 = T1/ T2

Загальний вигляд

PV = m/M * RT /: Р = > V = m R / MP * Т, m R / MP = const. V = const * Т або V/Т = const

Q = A' + ∆U

3 ЗАКОН

1787 р. Закон Шарля. Процес при V = const - изохорний, m = const

1) P1V = m/ M*R T1

2) P2V = m/ M* RT2 Розділимо одне на інше отримаємо: P1/ P2 = T1/ T2

Загальний вигляд:

PV = m/M * RT /: V = > Р = m R/ M V * Т, m R/ M V = const. Р = const * Т або Р/Т = const

V = const, Q = A' + ∆U, Q = ∆U, A' = Р∆V, A' = 0; ∆V = V2 - V1

Адіабатний процес - в теплоизолированной системі:

Q = 0, 0 = A' + ∆U, ∆U = - A' або А = -A' = > ∆U = А

Графіки: вставити

Питання №2

Коефіцієнт корисної дії.

Принципи дії теплових двигунів. Коефіцієнт корисної дії (КПД) теплових двигунів. Теплові двигуни - це пристрої де частина внутрішньої енергії переходить в роботу.

U = > А'.

Теплова машина (двигун) -

періодично діючий двигун, що здійснює роботу за рахунок отриманої ззовні теплоти. Принцип дії двигуна приведений на малюнку.

Нагрівник -T1 Холодильник -T2 Робоче тіло- А?

= А/ Q1 = (Q1 - Q2)/ Q1

Від термостата з більш високою температурою Т), званого нагрівником, а цикл віднімається кількість теплоти Qvа термостату з більш низько температурою Т2, званому холодильником, за цикл передається кількість теплоти Q2, при цьому здійснюється робота Л = Qj - Q2. Коефіцієнт корисної дії, в загальному випадку рівний відношенню корисної роботи до затраченої, для теплової машини. Циклом називається процес, при якому система, пройшовши радий станів, повертається в початкове. Прямим циклом називається цикл, при якому здійснюється позитивна робота (він протікає за годинниковою стрілкою), зворотним - при якому здійснюється негативна робота.

Теорема Карно: з всіх періодично діючих теплових машин, що мають однакові температури нагрівників (Т,) і холодильників (Т2), найбільшим до. п. д. володіють оборотні машини; при цьому до. п. д. оборотних машин працюючих при однакових температурах W/ і Т2) однакові.

Максимальним до. п. д. володіє оборотний цикл - цикл Карно, що складається з двох изотерм і дві адиабат. Для нього до. п. д. рівний:?

= (T1 - T2)/ T1

Цикл Карно звернемо. Оборотним процесом називається термодинамічний процес, який може пройти як в прямому, так і в зворотному напрямі, причому якщо такий процес відбувається спочатку в прямому, а потім в зворотному напрямі і система повертається в початковий стан, то в навколишньому середовищі і в цій системі не відбувається ніяких змін. Процес, що не задовольняє цим умовам, є безповоротним.

Термодинамічна шкала температур - шкала Кельвіна.

Т = (t +273) K

Внаслідок співвідношення Q1/ Q2 = T1/ T2, наступного з порівняння до. п. д., можна визначити температуру даного тіла, використовуючи його як холодильник (нагрівника), якщо на температурній шкалі вже вибрана одна постійна точка з температурою Т як нагрівник (холодильника), і вимірявши кількості теплоти по їх механічному еквіваленту (наприклад, термічному розширенню). Таким чином побудована шкала називається термодинамічної.

Основні види:

а) Турбінні (парові, газові).

б) Поршневие (карбюраторние - ДВЗ; дизельний).

Реактивні, турбореактивні, будь-яка вогнепальна зброя.

Основні елементи.

1824 р. Саджай Карно (Франція) - ідеальна теплова машина.

Коефіцієнт корисної дії циклу оборотного процесу завжди більше коефіцієнта корисної дії циклу заснованого на оборотність процесів при тих же умовах. Оптимальний ідеальний цикл теплового двигуна.

Т = const PV = const Q = 0

1-2; Q1 отримана від нагрівника P1T1, А що здійснюється тілом над зовнішніми тілами

3-4; Зовнішні тіла здійснюють А під стисненням двигуна. T2 <T1

4-1; А здійснюється над цим тілом.

2-3 процес адиабатний і 4-1

Повна А що здійснюється двигуном рівна чисельно площі S обмеженої кривої циклу. Незалежно від концентрації вибір робочого тіла і типів процесу в тепловому двигуні. Його коефіцієнт корисної дії (КПД) не може бути більше коефіцієнт корисної дії (КПД) теплового двигуна працюючого по оборотному циклу, температури однакові.