Реферати

Реферат: Другий закон термодинаміки

Специфіка індійської культури. Особливість і самобутність культури Індії. Розвиток кастової системи як результат взаємодії різних народностей і культур. Різноманіття релігійно-філософських навчань, специфіка формування індійського етносу, духовність і музикальність цивілізації.

Організація роботи роликової ділянки ВЧД по ремонті чотиривісних цистерн. Проектування перспективної ділянки по ремонті роликових букс критих вагонів. Аналіз існуючих методів ремонту вагонів з виділенням потокового методу. Призначення, структура і програма заданої ділянки. Технологічний процес ремонту буксових вузлів.

Особливості консультаційного підприємництва. Консалтинг як специфічний вид інтелектуальної діяльності. Види консультаційних послуг, особливості консультаційного підприємництва. Вимоги до консультанта і залучення клієнтів. Розвиток ринку консалтингового підприємництва в Росії.

Ревізія касових операцій. Організація і методика ревізії касових операцій ТОВ "Сантарин". Виявлення недоліків в обліку касових операцій, рекомендації з їхнього усунення. Документальне оформлення матеріалів ревізії операцій з наявними коштами, грошовими документами.

Формування ефективної команди як фактора конкурентноздатності організації. Розвиток теоретичної бази концепції робочих команд у Росії і за рубежем. Передумови їхнього формування й етапи розвитку. Потенційні вигоди і витрати командної роботи, роль лідера. Зовнішні і внутрішні фактори, що впливають на її ефективність.

Міністерство освіти Російської Федерації

Белгородський державний університет

Реферат

по теплотехніці

на тему: «Другий закон термодинаміки»

Виконав:

Керівник:

Белгород 2000

План роботи

Введеніє_ 3

Загальна характеристика і формулювання другого закону термодинаміки 4

Поняття ентропии_ 8

Заключение_ 10

Список литератури_ 11

Введення

В цей час теплосиловие і теплові установки набули широкого поширення в різних галузях народного господарства. На промислових підприємствах вони становлять основну найважливішу частину технологічного обладнання.

Наука, що вивчає методи використання енергії палива, закони процесів зміни стану речовини, принципи роботи різних машин і апаратів, енергетичних і технологічних установок, називається теплотехнікою. Теоретичними основами теплотехніки є термодинаміка і теорія теплообміну.

Термодинаміка спирається на фундаментальні закони (початки), які є узагальненням спостережень над процесами, що протікають в природі незалежно від конкретних властивостей тіл. Цим пояснюється універсальність закономірностей і співвідношень між фізичними величинами, що отримуються при термодинамічних дослідженнях.

Перший закон термодинаміки характеризує і описує процеси перетворення енергії з кількісної сторони і дає все необхідне для складання енергетичного балансу будь-якої установки або процесу.

Другий закон термодинаміки, будучи найважливішим законом природи, визначає напрям, по якому протікають термодинамічні процеси, встановлює можливі межі перетворення теплоти в роботу при кругових процесах, дозволяє дати суворе визначення таких понять, як ентропія, температура і т. д. У зв'язку з цим другий закон термодинаміки істотно доповнює перший.

Як третій початок термодинаміки приймається принцип недосяжності абсолютного нуля.

У теорії теплообміну вивчаються закономірності перенесення теплоти з однієї області простору в іншу. Процеси перенесення теплоти являють собою процеси обміну внутрішньою енергією між елементами системи, що розглядається в формі теплоти.

Загальна характеристика і формулювання другого закону термодинаміки

Природні процеси завжди направлені у бік досягнення системою рівноважного стану (механічного, термічного або будь-якого іншого). Це явище відображене другим законом термодинаміки, що має велике значення і для аналізу роботи теплоенергетических машин. Згідно з цим законом, наприклад, теплота мимовільно може перейти тільки від тіла з більшою температурою до тіла з меншою температурою. Для здійснення зворотного процесу повинна бути затрачена певна робота. У зв'язку з цим другий закон термодинаміки можна сформулювати таким чином: неможливий процес, при якому теплота переходила б мимовільно від тіл більш холодних до тіл більш теплим (постулат Клаузіуса, 1850 р.).

Другий закон термодинаміки визначає також умови, при яких теплота може, як бажана довго перетворюватися в роботу. У будь-якому розімкненому термодинамічному процесі при збільшенні об'єму здійснюється позитивна робота:,

де l - кінцева робота,

v1и v2- відповідно початковий і кінцевий питомий об'єм;

але процес розширення не може продовжуватися нескінченно, отже, можливість перетворення теплоти в роботу обмежена.

Безперервне перетворення теплоти в роботу здійснюється тільки в круговому процесі або цикле.

Кожний елементарний процес, вхідний в цикл, здійснюється при підводі або відведенні теплотиdQ, супроводиться здійсненням або витратою роботи, збільшенням або зменшенням внутрішньої енергії, але завжди при виконанні условияdQ=dU+dLиdq=du+dl, яке показує, що без підведення теплоти (dq=0) зовнішня робота може здійснюватися тільки за рахунок внутрішньої енергії системи, і, підведення теплоти до термодинамічної системи визначається термодинамічним процесом. Інтегрування по замкненому контуру дає:,,

оскільки.

ЗдесьQЦиLЦ- відповідно теплота, перетворена в цикле в роботу, і робота, довершена робочим тілом, представляюча собою різниця ¦L1¦ - ¦L2¦ позитивних і негативних робіт елементарних процесів циклу.

Елементарну кількість теплоти можна розглядати як таке, що підводиться (dQ > 0) і що відводиться (dQ < 0) від робочого тіла. Сума підведеної теплоти в цикле ¦Q1¦, а сума відведеної теплоти ¦Q2¦. Отже,

LЦ=QЦ=¦Q1¦ - ¦Q2¦.

Підведення кількості теплоти Q1к робочому тілу можливе при наявності зовнішнього джерела з температурою вище за температуру робочого тіла. Таке джерело теплоти називається гарячим. Відведення кількості теплоти Q2от робочого тіла також можливе при наявності зовнішнього джерела теплоти, але з температурою більш низкой, ніж температура робочого тіла. Таке джерело теплоти називається холодним. Таким чином, для здійснення циклу необхідно мати два джерела теплоти: один з високою температурою, іншою з низкой. При цьому не вся затрачена кількість теплоти Q1может бути перетворено в роботу, оскільки кількість теплоти Q2передается холодному джерелу.

Умови роботи теплового двигуна зводяться до наступних:

- необхідність двох джерел теплоти (гарячого і холодного);

- циклічна робота двигуна;

- передача частини кількості теплоти, отриманої від гарячого джерела, холодному без перетворення її в роботу.

У зв'язку з цим другому закону термодинаміки можна дати ще декілька формулювань:

- передача теплоти від холодного джерела до гарячого неможлива без витрати роботи;

- неможливо побудувати періодично діючу машину, що здійснює роботу і що відповідно охолоджує тепловий резервуар;

- природа прагне до переходу від менш вірогідних станів до більш вірогідних.

Потрібно підкреслити, що другий закон термодинаміки (так само як і перший), сформульований на основі досвіду.

У найбільш загальному вигляді другий закон термодинаміки може бути сформульований таким чином: будь-який реальний мимовільний процес є безповоротним. Всі інші формулювання другого закону є окремими випадками найбільш загального формулювання.

В. Томсон (лорд Кельвін) запропонував в 1851 р. наступне формулювання: неможливо за допомогою неживого матеріального агента отримати від якої-небудь маси речовини механічну роботу за допомогою охолоджування її нижче за температуру самого холодного з навколишніх предметів.

М. Планк запропонував формулювання більш чітку, ніж формулювання Томсона: неможливо побудувати періодично діючу машину, вся дія якої зводилася б до поняття деякого вантажу і охолоджування теплового джерела. Під періодично діючою машиною потрібно розуміти двигун, що безперервно (в циклічному процесі) перетворює теплоту в роботу. Дійсно, якби вдалося побудувати тепловий двигун, який просто відбирав би теплоту від деякого джерела і безперервно (циклічно) перетворював його в роботу, то це суперечило б положенню про те, що робота може проводитися системою тільки тоді, коли в цій системі відсутня рівновага (зокрема, застосовно до теплового двигуна - коли в системі є різниця температур гарячого і холодного джерел).

Якби не існувало обмежень, що накладаються другим законом термодинаміки, то це означало б, що можна побудувати тепловий двигун при наявності одного лише джерела теплоти. Такий двигун міг би діяти за рахунок охолоджування, наприклад, води в океані. Цей процес міг би продовжуватися доти, поки вся внутрішня енергія океану не була б перетворена в роботу. Теплову машину, яка діяла б таким чином, В. Ф. Оствальд вдало назвалвечним двигуном другого роду (на відміну від вічного двигуна першого роду, працюючого всупереч закону збереження енергії). У відповідності зі сказаним формулювання другого закону термодинаміки, даній Планком, може бути видозмінена таким чином: здійснення вічного двигуна другого роду неможливе.

Потрібно помітити, що існування вічного двигуна другого роду не суперечить першому закону термодинаміки; дійсно, в цьому двигуні робота проводилася б не з нічого, а за рахунок внутрішньої енергії, укладеної в тепловому джерелі, так, що з кількісно сторони процес отримання роботи з теплоти в цьому випадку не був би нездійсненним. Однак існування такого двигуна неможливе з точки зору якісної сторони процесу переходу теплоти між тілами.

Поняття ентропії

Невідповідність між перетворенням теплоти в роботу і роботи в теплоту приводить до односторонньої спрямованості реальних процесів в природі, що і відображає фізичне значення другого початку термодинаміки в законі про існування і зростання в реальних процесах некой функції, названнойентропией, определяющеймеру знецінення енергії.

Часто другий початок термодинаміки підноситься як об'єднаний принцип існування і зростання ентропії.

Принцип існування ентропииформулируется як математичне вираження ентропії термодинамічних систем в умовах оборотної течії процесів:.

Принцип зростання ентропиисводится до твердження, що ентропія ізольованих систем незмінно зростає при всякій зміні їх стану і залишається постійною лише при оборотній течії процесів:.

Обидва висновки про існування і зростання ентропії виходять на основі якого-небудь постулату, що відображає безповоротність реальних процесів в природі. Найчастіше в доказі об'єднаного принципу існування і зростання ентропії використовують постулати Р. Клаузіуса, В. Томпсона-Кельвина, М. Планка.

Насправді принципи існування і зростання ентропії нічого спільного не мають. Фізичний зміст: принцип існування ентропії характеризує термодинамічні властивості систем, а принцип зростання ентропії - найбільш вірогідна течія реальних процесів. Математичне вираження принципу існування ентропії - рівність, а принципу зростання - нерівність. Області застосування: принцип існування ентропії і витікаючі з нього слідства використовують для вивчення фізичних властивостей речовин, а принцип зростання ентропії - для думки про найбільш вірогідну течію фізичних явищ. Філософське значення цих принципів також різне.

У зв'язку з цим принципи існування і зростання ентропії розглядаються роздільно і математичні вирази їх для будь-яких тіл виходять на базі різних постулатів.

Висновок про існування абсолютної температури Т і ентропії s як термодинамічних функцій стану будь-яких тіл і систем складає основний зміст другого закону термодинаміки і розповсюджується на будь-які процеси - оборотні і безповоротні.

Висновок

У зв'язку з тим, що безперервне отримання роботи з теплоти можливе тільки при умові передачі частини теплоти, що відбирається від гарячого джерела холодному джерелу, потрібно підкреслити важливу особливість теплових процесів: механічну роботу, електричну роботу, роботу магнітних сил і т. д. можна без залишку перетворити в теплоту. Що ж до теплоти, то тільки частина її може перетворена в процесі, що періодично повторюється в механічну і інші види робіт; інша її частина неминуче повинна бути передана холодному джерелу. Цією найважливішою особливістю теплових процесів визначається те особливе положення, яке займає процес отримання роботи з теплоти будь-яких інших способів отримання роботи (наприклад, отримання механічної роботи за рахунок кінетичної енергії тіла, отримання електроенергії за рахунок механічної роботи, провадження роботи магнітним полем за рахунок електроенергії і т. д.). При кожному з цих способів перетворення частина енергії повинна затрачуватися на неминучі безповоротні втрати, такі як тертя, електроопір, магнітна в'язкість і інш., переходячи при цьому в теплоту.

Список літератури

1. Кириллин В. А. і інш. Технічна термодинаміка: Підручник для вузов.- 4-е изд., перераб.- М.: Енергоатомиздат, 1983.

2. Основи теплотехніки /В. С. Охотін, В. Ф. Жідких, В. М. Лавигин і інш.- М.: Вища школа, 1984.

3. Поршаков Б. П., Романів Б. А. Основи термодинаміки і теплотехники.- М.: Надра, 1988.

4. Теплотехніка /під ред. В. І. Крутова.- М.: Машинобудування, 1986

5. Теплоенергетика і теплотехніка. Загальні питання (довідник).- М.: Енергія, 1980.