Превращение теплоты в работу в тепловых двигателях

Другая формулировка второго закона, имеющая важное значение для практики, предложена Кельвином (1851) и развита, Планком (1891) невозможна периодически действующая ма- шина (вечный двигатель второго рода), единственным результатом действия которой было бы получение работы за счет отнятия теплоты от теплового резервуара. Лоястш смысл этого утверждения. Переход теплоты в работу возможен, и он происходит в любой тепловой машине. Однако он не может быть единственным результатом ее работы, а непременно сопровождается неустранимыми последствиями, которые мешают такой машине стать периодической (длительно действующей). В любой теплое вой машине превращение теплоты нагревателя (например, парового котла) в работу компенсируется одновременным необратимым переходом части теплоты к холодильнику. Эта часть теплоты не может быть использована для получения работы. Таким образом, не может быть длительно действующих тепловых машин с полным превращением теплоты в работу. [c.95]

Оствальд предложил следующую. (пятую) формулировку осуществление перпетуум-мобиле второго рода невозможно. Вспомним, что двигатель, который был бы способен производить работу в количестве, большем по сравнению с тем количеством энергии, которое он поглощает извне, другими словами, двигатель, который сам бы рождал энергию, называется перпетуум-мобиле первого рода. Под перпетуум-мобиле второго рода подразумевают такой тепловой двигатель, который, повторяя произвольное число раз один и тот же процесс, был бы способен целиком превращать в работу все тепло, черпаемое им у какого-нибудь тела или тел, играющих роль источников тепла (не нуждаясь, таким образом, в других телах, служащих для стока теплоты, не превращенной в работу). Например, если бы можно было изобрести такую паровую машину, которая все тепло, заимствуемое у котла, полностью превращала бы в работу и не нуждалась бы, следовательно, ни в холодильнике, ни в каком-либо теле, заменяющем холодильник, то эта машина была бы перпетуум-мобиле второго рода (у паровых машин холодильником служит, конденсатор или, в менее экономичных машинах, атмосферный воздух). [c.62]

Представим себе для примера какой-нибудь тепловой двигатель, имеющий температуру черпающий тепловую энергию из резервуара температуры Т , причем Т Т . Этот двигатель, забирая теплоту от резервуара, будет превращать ее в полезную работу, давая в согласии с первым началом столько работы, сколько он затратит теплоты. Так как при этом часть теплоты от резервуара будет отнята, он несколько охладится, а двигатель несколько нагреется или, в лучшем случае, сохранит свою температуру, если вся полученная им теплота превратится в работу. По мере работы двигателя резервуар будет все больше охлаждаться и, наконец, примет температуру двигателя. После этого дальнейшее превращение теплоты в работу должно прекратиться, так как оно сопровождалось бы дальнейшим охлаждением резервуара и переходом теплоты, без внешних воздействий, от более холодного резервуара к более теплому двигателю, что, согласно высказанному выше положению, невозможно. Из всего запаса теплоты резервуара мы можем таким образом превратить в полезную работу лишь некоторую ее часть. Охлаждение двигателя посторонним холодильником могло бы эту часть превращаемой в работу теплоты увеличить, но все же не превратило бы ее полностью, так как по мере работы холодильник нагревался бы и, наконец, приняв температуру двигателя, перестал бы дальше охлаждать. Также невозможно, чтобы двигатель во время работы, предоставленный сам себе, охлаждался, так как это тоже потребовало бы самопроизвольного перехода теплоты от более холодных его частей к более теплым. [c.93]

Для осуществления в тепловых двигателях непрерывного процесса превращения теплоты в работу необходимо, во-первых, иметь два источника теплоты один — с более высокой температурой Т-1 (ТО — теплоотдатчик), а другой — с менее высокой температурой Га (ТП — теплоприемник) во-вторых, иметь рабочее тело, которое, воспринимая теплоту от теплоотдатчика, передавало бы часть ее теплоприемнику, совершая или воспринимая при этом работу. Процесс этот должен быть циклическим, т. е. рабочее тело, изменив свое первоначальное состояние (I = = а = 2), должно возвращаться в исходное (2 = = 1) (рис. 12). Без рабочего тела, являющегося передатчиком теплоты от тепло- [c.58]

Однако первое начало не накладывает никаких ограничений на процессы перехода энергии. И если бы мы руководствовались только законом сохранения, то могли бы рассчитывать, что удастся построить машину, единственным результатом деятельности которой было бы превращение тепла в работу. Ведь даже снег или лед обладают запасом теплоты, так как мы можем представить их охлажденными до более низкой температуры, чем в данный момент. Наша воображаемая машина могла бы, например, давать работу, охлаждая снег. Практически еще лучше было бы воспользоваться водой океанов — запас энергии этого источника колоссален. Двигатель, действующий таким образом, называли вечным двигателем второго рода . Его предполагаемая деятельность не нарушит первого начала, и, казалось бы, стоило попытаться построить такую машину. [c.133]

Слово термодинамика составлено из двух греческих слов therma — тепло или температура, и dynamos — сила или работа. Таким образом, уже из названия следует, что это наука о взаимных превращениях теплоты и работы, происходящих при работе многочисленных теплотехнических устройств различного вида двигателей, тепловых машин, электростанций, холодильников, кондиционеров и т. д. В процессе развития термодинамики предмет науки включил и взаимные превращения теплоты и работы в химических реакциях. Так возникла химическая термодинамика. Особенно наглядна связь теплоты и работы в электрохимических процессах, что обусловило появление электрохимической термодинамики. Еще позже начали развиваться термодинамика излучений, ядерных процессов и т. д. [c.303]

Второе начало термодинамики исключает возможность создания вечното двигателя второго рода, т. е. устройства, в котором при помоЩи кругового процесса охлаждается источник тепла, причем все количество теплоты превращается в механическую работу. Возможно лишь частичное превращение теплоты в работу (в противоположность обратному процессу). -. [c.430]

Назовем устройство, которое без компенсации полностью преврашало бы периодически в работу теплоту какого-либо тела, вечным двигателем второго рода. Тогда исходная формулировка вюрого начала, выражающая закономерности превращения теплоты в работу и работы в тепло у (в случае обычных систем), будет следующей невозможен вечный двигатель второго рода, причем это утверждение не допускает обращения. [c.51]

Благодаря Сади Карно и здесь мы должны утвердительно ответить на этот вопрос. Карно показал что в любом тепловолм двигателе имеется нагреватель и холодильник и что работа получается за счет перехода теплоты от высокого уровня к низкому. Следовательно, и в данном случае превращение тепла в работу сопровождается также компенсацией, а именно переходом части тепла от нагревателя к холодильнику. [c.96]

Ци1С1 может быть пройден и в обратном направлении. Результат цикла будет тогда также обратен тем результатам, к которым мы только что пришли. С холодильника на нагреватель, обладающий ббльшей температурой, перейдет некоторое количество тепла за счет работы, превращенной в теплоту. Тогда как тепловые двигатели работают по прямым циклам, отрицательные циклы осуществляются в холодильных машинах, где затрачивается работа для перенесения теплоты с холодных на более горячие тела. Теперь мы в состоянии разрешить вопрос, какая часть тепла, сообщенного системе нагревателем, может быть превращена в работу, для чего достаточно разделить уравнение (77) на уравнение (76) [c.99]

Как уже указывалось выше, теплота является одним из видов энергии. Опыт показывает, что в природе одии внд энергии может превращаться в другой и теплота может переходить в иные виды энергии, например в механическую или электрическую работу, химическую энергию и пр. Наблюдениями ученого Румфорда (1798 г.) и опытам1И Деви (1799 г.) было установлено, что определенное количество механической работы образует совершенно определенное количество тепла, т. е. между полученным теплом и затраченной при этом механической работой существует постоянное количественное соотношение, не зависящее ни от природы применяемого при этом вещества, ни от характера протекания процесса. 5 о положение справедлию и для обратного процесса — превращения тепла в механическую работу на этом основана работа всех Тепловых двигателей, применяемых в технике паровых машин, паровых турбин, двигателей внутреннего сгорания. В этих машинах производимая ими механическая работа получается за счет использования тепла, выделяющегося при сгорании топлива. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология