Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Второй закон термодинамики и его значение

Содержание

I - Введение 3-4ст.

II - Основная часть 5-26ст.

Раздел 1.Виникнення термодинамики (законы термодинамики) 5-12СТ.

Раздел 2.Теплови двигатели и холодильники 13-15 вв.

Раздел 3.Ефективнисть тепловых двигателей и второе начало термодинамики 16-18 вв.

Раздел 4.Двигун Уголовно 19-20ст.

Раздел 5.Нездийсненна мечта ("Вечный двигатель") 21-26ст.

III - Выводы 27-28ст.

IV - Список литературы 29ст.

Введение

Согласно первому началу термодинамики, энергия сохраняется. Мы можем представить себе многие процессы, в которых энергия сохраняется, но в природе такие процессы не наблюдаются. Например, когда горячее тело приводится в контакт с холодным, теплота всегда переходит от горячего тела к холодному, а не наоборот. Если теплота все-таки переходила от холодного тела к горячему, то энергия и в этом случае сохранялась бы, но такой процесс в действительности не имеет места. В качестве второго примера рассмотрим, что происходит после бросания камня, падающего на поверхность Земли. По мере падения камня его начальная потенциальная энергия переходит в кинетическую. Когда же камень соприкасается с Землей, его кинетическая энергия превращается во внутреннюю энергию камня и земли (это означает, что молекулы этих тел начинают двигаться быстрее, а их температура медленно увеличится). Однако приходилось вам когда-либо наблюдать обратное явление, в процессе которого покоящийся на поверхности Земли камень вдруг взорвался благодаря тому, что тепловая энергия его (и окружающих) молекул превратилось в кинетическую энергию движения камня как целого? В этом процессе энергия сохранялась бы, однако в действительности такого никогда не происходит.

Существует много примеров и других процессов, которые могут происходить в природе, тогда как обратные им никогда не происходят. Приведем еще два примера такого рода. Если вы насыпаете в кружку соль, а потом покроете его слоем перца и встряхните кружку, то, наверное, получите хорошо перемешанную смесь. Однако сколько бы вы не трясли кружку еще, очень маловероятно, чтобы эта смесь снова разделилась на два слоя - отдельно соль и перец. Кофейная чашка или стакан разобьются, если они упадут на пол, однако обратной процесса не наблюдается.

бы во всех вышеприведенных примерах обратные процессы реализовались, это не привело бы к нарушению первого начала термодинамики. Для того чтобы объяснить отсутствие обратимости процессов, ученые во второй половине прошлого века пришли к формулировке нового закона, известного под названием второе начало термодинамики. Согласно этому закону, можно судить о том, какие процессы возможны в природе, а какие невозможны. Второе начало термодинамики можно сформулировать многими способами, причем все они эквивалентны друг другу. Одна из формулировок, принадлежащая Р.Ю.Э. Клаузиус (1822-1888), говорит, что теплота в естественных условиях переходит от горячего тела к холодному, в то время, как от холодного тела к горячему теплота сама по себе не переходит. Поскольку это утверждение относится к процессу определенного типа, не вполне очевидно, каким образом применить его к другим процессам. Нужно более общую формулировку, в котором явно будут учтены и другие возможные процессы ..

Исторически более общая формулировка второго начала термодинамики производилось в основном в ходе изучения тепловых двигателей (или, как их называли раньше - тепловых машин). Тепловой двигатель - это любое устройство, преобразующий тепловую энергию в механическую работу. Ниже мы перейдем к изучению тепловых двигателей, представляет интерес с практической точки зрения и демонстрирует их важность для общей формулировки второго начала термодинамики.

Цель этой работы - изучение законов термодинамики, позволяет объяснить ошибочность представления о "вечный двигатель".

В работе исследуется возникновение термодинамики как необходимость разработки теоретических основ тепловых машин и значение второго закона термодинамики, который объясняет невозможность преобразования тепловой энергии в механическую.

Раздел 1

Возникновение термодинамики

Тепловые явления отличаются от механических и электромагнитных тем, что законы тепловых явлений необратимы (т.е. тепловые процессы самопроизвольно идут лишь в одном направлении) и что тепловые процессы осуществляются лишь в макроскопических масштабах, а поэтому используемые для описания тепловых процессов понятия и величины (температура , количество теплоты и т.д.) также имеют только макроскопический смысл (о температуре, например, можно говорить применительно к макроскопического тела, но не к молекуле или атому). Вместе с тем знание строения вещества необходимо для понимания законов тепловых явлений.

Тело, рассматриваемое с термодинамической позиции, является неподвижным, не обладающим механической энергией. Но такое тело обладает внутренней энергией, складывающейся из энергий движущихся и т.д. Эта внутренняя энергия может увеличиваться или уменьшаться. Передача энергии может осуществляться путем передачи от одного тела к другому при выполнении над ними работы и путем теплообмена. Во втором случае внутренняя энергия переходит от более нагретого тела к менее нагретому без выполнения работы. Переданную энергию называют количеством теплоты, а передачу энергии - теплопередачей. В общем случае оба процесса могут осуществляться одновременно, когда тело теряя внутреннюю энергию может осуществлять работу и передавать теплоту другому телу. К пониманию этого ученые пришли не сразу. В XVIII и первой половине XIX в. было характерно понимать теплоту как невесомую жидкость (вещество).

Представление о теплоте как форме движения мельчайших частиц материи появилось еще в XVII веке. Этих взглядов придерживались Бэкон, Декарт, Ньютон, Гук, Ломоносов. Однако и в XIX веке концепция теплорода рассматривалась многими учеными. В конце XVIII века Б. Томпсон (граф Румфорд) обнаружил выделение большого количества тепла при высверливании канала в пушечном стволе, что считал доказательством того, что теплота является формой движения. Получение теплоты с помощью трения подтвердили опыты Дэви. Б.Томпсон показал, что из ограниченного количества материи может быть получено неограниченное количество теплоты.

Возникновение собственно термодинамики начинается с работы Карно (сам термин "термодинамика" введен Б.Томпсоном). Исследуя практическую задачу получения движения из тепла применительно к паровым машинам, он понял, что принцип получения движения из тепла необходимо рассматривать не только по отношению к паровым машинам, но к любым мнимых тепловых машин. Так был сформулирован общий метод решения задачи - термодинамический, заложивший основу термодинамики. Определяя коэффициент полезного действия тепловых машин, Карно ввел свой знаменитый цикл, состоящий из двух изотермических (происходящих при постоянной температуре) и двух адиабатических (без притока и отдачи тепла) процессов. КПД цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т.д.) и определяется температурами тепловиддатчика и теплоприемника. КПД любой тепловой машины не может быть при тех же температурах тепловиддатчика и теплоприемника выше КПД цикла Карно.

Карно первым вскрыл связь теплоты с работой. Но он исходил из концепции

Загрузка...

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8