Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами

Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.

Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не должна равняться 0.

Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Существуют несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики:

§ Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» ^[1] (такой процесс называется процессом Клаузиуса).

§ Постулат Томсона (Кельвина): «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (такой процесс называется процессом Томсона).

46. КПД

Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количествуэнергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

x 100 %,

где А — полезная работа, а Q — затраченная работа.

В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше единицы или равен ей, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле

,

где Q ₁ — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q ₂ — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно.

47.Цикл Карно

Цикл Карно́ — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.
48.Теорема Карно

Карно теорема, 1) теорема о коэффициенте полезного действия тепловых двигателей,установленная Н. Л. С. Карно в 1824. Согласно К. т., кпд Карно цикла не зависит от природы рабочего вещества и конструкции теплового двигателя и определяется только температурами нагревателя и холодильника. К. т. сыграла важную роль в установлении второго начала термодинамики. 2) В теории удара — теорема о потере кинетической энергии при абсолютном неупругом ударе. Названа по имени Л. Н. Карно. Кинетическая энергия, потерянная системой при ударе, равна той кинетической энергии, которую имела бы система, если бы её точки двигались с потерянными скоростями, т. е.

_,

где и — кинетическая энергия системы соответственно до и после удара, m_i — масса i -й точки системы, u _0i и u _1i — скорости i -й точки до и после удара, (u _0I — u _1i) — т. н. потерянная скорость точки. К. т. является прямым следствием применения к явлению неупругого удара законов сохранения импульса и энергии для изолированной механической системы. В ряде случаев К. т. позволяет определять скорости тел после неупругого удара.

49.Уравнение состояния идеального газа

50.Внутренняя энергия газа

51.Графики процессов

52.Упругий и неупругий удары

Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения. Во время столкновения тел между ними действуют кратковременные ударные силы, величина которых, как правило, неизвестна. Поэтому нельзя рассматривать ударное взаимодействие непосредственно с помощью законов Ньютона. Применение законов сохранения энергии и импульса во многих случаях позволяет исключить из рассмотрения сам процесс столкновения и получить связь между скоростями тел до и после столкновения, минуя все промежуточные значения этих величин.

В механике часто используются две модели ударного взаимодействия – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.