Изотермическое обратимое расширение идеального газа

Рис. 2.5. Обратимая изотермическая работа расширения идеального газа определяется площадью ниже изотермы. Отметим, что она больше, чем необратимая работа против постоянного дапления.

Таким образом, работа обратимого изотермического расширения идеального газа совершается только за счет подведенной теплоты. Величина этой работы [c.30]

Перейдем теперь к изотермическому расширению идеального газа. Пусть идеальный газ (в количестве п моль) расширяется обратимо и изотермически. В соответствии с законом Гей-Люссака—Джоуля Д /=0. Следовательно, Q=A, т. е. вся теплота, подведенная к газу, идет на работу расширения. [c.29]

Отношение д Т называется приведенным теплом. Следует подчеркнуть, что использованное в уравнении (11.5) выражение для изотермической работы расширения идеального газа справедливо только в том случае, если этот процесс происходит в условиях равновесия, так как при выводе уравнения (1.9) принималось, что во всех промежуточных состояниях выполняется равенство рУ == пКТ. Поэтому уравнение (11.5) справедливо лишь для обратимого расширения идеального газа. [c.32]

Рассмотрим работу идеальной тепловой машины, в которой в качестве рабочего вещества применяется идеальный газ. За счет теплоты, поглощаемой от нагревателя, изменяется состояние газа и совершается работа. Машина работает по циклу, который состоит из четырех процессов 1) изотермического расширения 2) адиабатического расширения 3) изотермического сжатия 4) адиабатического сжатия. Все процессы проводятся обратимо, и газ после завершения цикла возвращается в исходное состояние. Допустим, что машина работает без трения и не теряет теплоты на лучеиспускание. Возьмем в качестве рабочего вещества 1 моль идеального газа, начальное состояние которого характеризуется температурой ТI, давлением рх и объемом VI (точка А, рис. 33). [c.95]

Нетрудно также рассчитать изменение энтропии при обратимом изотермическом расширении идеального газа. В этом случае Q=A и [c.70]

В справедливости этого положения можно убедиться и иначе при изотермическом расширении (идеального газа) вся полученная от теплоотдатчика теплота переходит в работу, убыль энергии при адиабатном расширении также дает только работу, т. е. оба процесса, если они к тому же обратимы, являются наиболее экономичными. Поэтому обратимое сжатие по изотерме и адиабате связано с затратой минимальной работы. [c.80]

Черта над и показывает, что эта величина относится к одному молю. Обратимое изотермическое расширение газа. Можно сразу рассчитать максимальную работу, которая получается нри изотермическом обратимом расширении идеального газа. При обратимом расширении давление одного моля идеального газа будет всегда определяться выражением ЦТ [c.56]

Отношение Q/T называется приведенным теплом. Следует напомнить, что использованное в уравнении (П.5) вырал ение для изотермической работы расширения идеального газа справедливо только в том случае, если этот процесс происходит в условиях равновесия, так как при выводе уравнения (1.9) принималось, что во всех промежуточных состояниях выполняется равенство pV=nRT. Поэтому уравнение (II.5) справедливо лишь для обратимого расширения идеального газа. Энтропия в отличие от тепла и работы является функцией состояния и поэтому ее изменение Д5 не зависит от характера процесса, переводящего систему из данного начального состояния в данное конечное. Б силу меньшей эффективности необратимых процессов алгебраическая сумма приведенных теплот будет меньше, чем в обратимых, и не будет равна Д5, Поэтому для необратимых процессов [c.42]

При некоторых процессах, например при изотермическом расширении идеального газа, наблюдается передача значительного количества тепла, но нет изменения в Н. Наоборот, при адиабатном дросселировании неидеального газа и Q и равны нулю. При обратимом адиабатном расширении газа Q равно нулю, а Н уменьшается. Это отмечается здесь для того, чтобы еще раз подчеркнуть, что теплота Q и энтальпия Н являются двумя совершенно различными величинами. [c.104]

Простейшая термическая характеристика рассматриваемого процесса — теплота. Сообщаемое идеальному газу тепло при изотермическом обратимом расширении полностью превращается в работу [c.32]

Пусть в системе происходит обратимое изотермическое расширение идеального газа и любой обратимый изотермический процесс со вторым телом. Изменение энтропии газа обозначим Д5г, а тела Согласно уравнению (11.10) [c.34]

Для подтверждения независимости АС/ и зависимости Q и Л от способа осуществления процесса можно привести и такой простой пример как при обратимом, так и при необратимом изотермическом расширении идеального газа АСУ = О, но в первом случае А = Q = ЯТ 1п а во втором (при расширении в пустоту) Л = Q = 0. [c.33]

В гл. I отмечалось, что при обратимом изотермическом расширении идеального газа все подводимое тепло ( полностью расходуется на производство работы. Согласно уравнению (1.4) [c.34]

Теплота д, подводимая к идеальному газу при изотермическом обратимом расширении, полностью превращается в работу д = Л (Д(/ = 0). Отсюда по (1,6) [c.22]

Важно подчеркнуть требование периодичности действия такой машины, так как полное однократное превращение тепла в работу возможно при постоянной температуре, например при обратимом изотермическом расширении идеального газа. Однако для того, чтобы машина действовала периодически, необходимо вновь сжать расширившийся газ и затратить па это полученную работу. [c.38]

Па основании этих аргументов легко рассчитать изменение энтропии окружения. Проиллюстрируем это иа примере обратимого и необратимого изотермического расширения идеального газа. [c.155]

Q = -Qi-Q3- (В.5) Для того чтобы вычислить коэффициент полезного действия, надо знать величину Qi, т. е. величину тепловой энергии, которую надо поглотить, чтобы сохранить температуру идеального газа неизменной в процессе расширения. Внутренняя энергия идеального газа по определению не зависит от его объема и зависит только от его температуры. Поэтому при обратимом изотермическом расширении идеального газа [c.262]

Последнее выражение было получено ранее [уравнение (10.2)]. Отметим, что этот вывод основан на предположении об обратимости процесса. Но, поскольку А5 — функция состояния, конечное уравнение справедливо для любого изотермического процесса в идеальном газе при условии, что совершается только работа расширения. В этих условиях (т. е. отношению чисел возможных состояний до и после изменения объема. [c.367]

Для подтверждения независимости Ш и зависимости и Л от способа осуществления процесса можно привести и такой пример как при обратимом, так и при необратимом изотермическом расширении идеального газа Ш = 0, но в первом случае A = Q — [c.32]

Пример 2.10. Вычислим АЕ, АН, AG и AS для обратимого изотермического расширения идеального газа. Пусть азот (56 г) при 27 °С и давлении 10 атм расширяется изотермически и обратимо до давления 2 атм. Будем при этом считать, что газ ведет себя идеально. [c.109]

В природе нет вполне обратимых термодинамических процессов. Всегда имеет место необратимость вследствие трения, теплоизлучения и других явлений. Однако многие процессы можно вести в таких условиях, в которых их отклонения от обратимости будут бесконечно малыми. Примером подобного процесса может служить изотермическое расширение (сжатие) идеального газа. [c.100]

В качестве другого примера рассмотрим обратимый процесс изотермического расширения идеального газа. Изменение энтропии при расширении одного моля идеального газа от объема до может быть просто рассчитано, если учесть равенство теплоты и работы изотермического расширения [c.82]

В случае обратимого цикла Карно, где рабочим веществом является один моль идеального газа, к. п. д. может быть легко рассчитан. Как уже упоминалось в предыдущем разделе, количество работы, получаемой при изотермическом расширении идеального газа, равно количеств поглощенного тепла. Если объем идеального газа увеличивается от Vа до Ув при температуре Т , то количество произведенной работы выражается уравнением [c.102]

Следовательно, при изменении направления процессов, проходящих последовательный ряд таких бесконечно близких состояний, можно не только вернуть систему и окружающую ее среду в первоначальное состояние, но и заставить их (систему и среду) совершить в обратном направлении точно те же изменения, что и при прямом процессе. Примером обратимых процессов может служить адиабатическое расширение или сжатие идеального газа. Однако этот процесс может быть обратим лишь при условии полной тепло-изолированности системы и бесконечно медленного изменения объема и давления газа, необходимого для быстрого выравнивания температуры. Изотермическое расширение или сжатие идеального газа тоже может быть обратимым процессом при условии немедленного теплообмена с окружающей средой, необходимого для сохранения постоянства температуры. И адиабатический, и изотермический процессы обратимы при условии бесконечно медленного их протекания и исключения трения. Таким образом, понятие об обратимости процесса вводится в целях установления стандарта для сравнения реальных процессов. [c.46]

Как было показано в гл. 3 (см. табл. 3.3), количество теплоты, поглощенное идеальным газом при его изотермическом и обратимом расширении от до Уг при температуре Т, равно [c.146]

Рассмотрим изотермическое расширение идеального газа, находящегося в цилиндре с поршнем, от объема vi до объема V2-Как указывалось в предыдущем разделе, этот процесс протекает обратимо в том случае, если внешнее давление, против которого совершается работа, в каждый момент времени бесконечно мало отличается (на dp) от давления в цилиндре. Согласно второму закону Гей-Люссака, и = onst, du=--Q-, тогда первый закон термодинамики записывается в следующем виде [c.221]

Чтобы приблизить расширение газа к обратимому, надо нагрузку поршня изменять бесконечно малыми порциями. Тогда ступеньки ломаных линий 2 и 3 (см. рис. 1) станут очень малыми, и работы А кА по численному значению будут сближаться и стремиться к работе, выражаемой площадью под плавной кривой 1 NM) в пределах объема от Vi до V 2.. Эта кривая равновесных состояний выражается уравнением pV = onst. В этом случае работа А i, совершаемая газом при изотермическом расширении, достигает максимального значения и становится численно равной А g. Процесс будет обратимым. Аналитическое выражение максимальной работы расширения идеального газа при обратимых изотермических условиях может быть выведено из (1,4). Если подставить в (1,4) значение р из (В, 5), то [c.13]

Идеальный цикл сжижения газа. Определим, пользуясь Т — "-диаграммой (рис. XVI1-2), минимальную затрату работы при идеальном обратимом процессе сжижения газа. Начальное состояние газа характеризуется точкой / (Г), г,), а его состояние после сжижения — точкой 3. 1 1деяльпый процесс осуществляется путем изотермического сжатия газа (линия /—2) и его адиабатического, или нзоэнтропического, расширения (линия 2—3). [c.649]

Можно без труда рассчитать максимальную работу, получаемую при изотермическом расширении идеального газа. Если расширение проводится обратимо при постоянной температуре, то давление всегда определяется Е ыражением Р=пЯТ1У. Подставляя это выражение в уравнение (1.22), получим [c.22]

Изотермическое расширение идеального газа — обратимое и протиз постоянного внешнего давления. [c.291]

Обратил[ым циклом называется совокупность нескольких последовательных обратимых процессов, 9. Цикл завершение которых приводит к возвращению системы в ее первоначальное состояние. Рассмотрим Hpo Teiinndi обратимый цикл (цикл Карно), состоягцнй из четырех последовательных процессов 1) изотермическое расширение идеального газа 2) его дальнейшее адиабатное расширение 3) изотермическое сжатие газа 4) адиабатное сжатие. На рис. 39 приводится диаграмма p—v для этого цикла. [c.79]

Для процесса обратимого изотермического расширения идеального газа при 300° К от 1 до 10 л (первоначальное давление газа 20 атм) рассчитать а) Д5 для газа б) Д5 для всей системы, участвующей в расширении. Ответ (в кал-градг у. а) 4,58 б) 0. [c.137]

Для выяснения указанной связи рассмотрим обратимое изотермическое (при Т = = onst) расширение одного моля идеального газа от начального объема V до конечного V2. Поскольку температура постоянна, энергетические характеристики молекул должны оставаться также неизменными различие состояния обусловлено только изменением числа элементарных ячеек в обычном, физическом пространстве. Следовательно, вероятность можно считать пропорциональной [c.79]

В каком из обратимых процессов с 1 моль идеального газа изменение энтропии будет наибольшим 1) изобарическое нагревание от 300 до 400 К 2) изохо-рическое нагревание от 300 до 400 К 3) изотермическое расширение от 300 до 400 м 4) адиабатическое расширение от 300 до 400 м [c.23]

Второй закон термодинамики-тесно связан с обратимостью процессов. Обратимыми называются такие процессы, которые можно реализовать в прямом и обратном направлении так, чтобы система и окружающая ее среда точно вернулись в исходные состояния. Примером обратимых процессов может служить движение идеальной механической системы, в которой отсутствует трение и другие источники теплоты (математический маятник). Колебания физического маятника не будут обратимыми, так как часть энергии превращается в теплоту трения. Практически обратимым процессом можно считать адиабатическое или изотермическое расширение или сжатие идеального газа при условии бесконечно медленного протекания процесса и исключенияг всякого трения. Обратимые процессы являются идеальными предельными случаями реальных процессов. [c.92]