Политропический процесс

Политропический процесс –это процесс, который протекает при постоянной теплоемкости газа (С=const).

Выше рассмотренные процессы являются частным случаем политропического процесса.

Уравнения политропического процесса:

- показатель политропы

где C_mx – молярная теплоемкость газа при данном изопроцессе.

Можно показать, что уравнению политропического процесса удовлетворяют все изопроцессы в идеальных газах.

Например, для изобарического процесса имеем С_mх = С_mр

pV⁰ = p = const.

Очевидно, что при С_mх = 0, n = γ, тогда из уравнения политропического процесса получаем уравнение адиабаты:

При С_mх = ¥, n = 1 – уравнение изотермы

При С_mх = С_mV , n = ±¥ – уравнение изохорического процесса.

Уравнение адиабатного процесса ( уравнение Пуассона).

35. Второе начало термодинамики (ВНТ). Тепловые машины.

Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Круговые процессы.

Обратимые процессы.

В термодинамике большое значение имеет рассмотрение различных термодинамических процессов и циклов.

Среди них: обратимые и необратимые; замкнутые и не замкнутые; круговые и некруговые циклы; а также специальные циклы и т.д.

Обратимым процессомназывается процесс при прохождении которого термодинамической системой в прямом, а затем в обратном направлении, система возвращается в исходное (первоначальное) состояние, при этом в окружающей среде не остается никаких следов (изменений).

Примерамиобратимых процессовмогли бы быть все механические, электрические процессы, при которых не происходит потеря тепла.

Признаками обратимых процессов являются следующие особенности:

1. Допускается обратный ход, путем простого изменения направления процесса.

2. Восстановление исходного состояния не требует подвода энергии из вне.

3. Процессы протекают без трения и теплопередачи.

4. Процесс не оставляет ни в одном из участвующих тел системы длительного изменения состояния.

5. Оба направления процессов (прямое и обратное) являются равноправными и равновероятными.

Рассмотрение обратимых процессовважно по двум причинам:

1) многие процессы в природе и технике практически обратимы;

2) Обратимые процессы являются наиболее экономичными; имеют максимальный КПД, что позволяет указать пути повышения КПД реальных тепловых двигателей.

Необратимые процессы.

Тепловые процессы которые могут протекать только в одном направлении называются необратимыми процессами. Как показывает опыт, многие тепловые процессы являются необратимыми.

Например, при тепловом контакте двух тел с разными температурами тепловой поток всегда направлен от более теплого тела к более холодному. Никогда не наблюдается самопроизвольный процесс передачи тепла от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой. Следовательно, процесс теплообмена при конечной разности температур является необратимым.

Необратимыми являются процессыпревращения механической работы во внутреннюю энергию тела из-за наличия трения, процессы диффузии в газах и жидкостях, процессы перемешивания газа при наличии начальной разности давлений и т. д. Все реальные процессы необратимы, но они могут сколь угодно близко приближаться к обратимым процессам.

Признаками необратимых процессов являются следующие особенности:

1. Необратимые процессы идут сами по себе лишь в одном направлении.

2. Энергия этих процессов тратиться без восстановления, упускается возможность совершить полезную работу.

3. Состояние термодинамической системы изменяется на длительное время.

Таким образом, с учетом этих признаков можно утверждать, что все реальные процессы являются необратимыми.

Обратимые процессы являются идеализацией реальных процессов.