Hogy kiderítse, hogyan lehetne növelni a hőerőgép hatásfokát , egy francia tudós, Sadi Carnot (1796-1832) 1824-ben megvizsgált egy ideális elméleti kalorikus gépet. Abban az időben a termodinamika első főtétele, valamint a termodinamika második főtétele még nem volt megfogalmazva. Az első főtételt azért nem fogalmazták meg, mert a tudósok még nem tudják, hogy a hő energia. Miután Joule és kollégái az 1830-as években kísérleteket végeztek, a tudósok felfedezték, hogy a hő olyan energia, amely a hőmérséklet-különbségek miatt mozog. Így a termodinamika első főtételét 1830 után fogalmazták meg. Sadi Carnot már 1824-ben kutatta az elméleti ideális kalorikus gépet. Kutatása valójában a gőzgép hatásfokának növelésére irányult. Az akkori gőzgépek többsége kevésbé volt hatékony.
A termodinamika második főtétele
A visszafordíthatatlan termodinamikai folyamatok magyarázatára a tudósok megfogalmazták a termodinamika második főtételét. A termodinamika második főtétele elmagyarázza, hogy milyen folyamatok játszódhatnak le a világegyetemben, és milyen folyamatok nem. Egy RJE Clausius (1822-1888) nevű tudós a következő kijelentést tette:
Természetesen a hő magas hőmérsékletű tárgyakról alacsony hőmérsékletű tárgyakra terjed; természetesen a hő nem terjed alacsony hőmérsékletű tárgyakról magas hőmérsékletű tárgyakra (a termodinamika második főtétele – Clausius állítása).
Clausius állítása a termodinamika második főtételének egyik speciális állítása. Speciális állításnak nevezik, mert csak egyetlen folyamatra vonatkozik, a hőátadással kapcsolatosra. Mivel ez az állítás nem kapcsolódik más folyamatokhoz, egy általánosabb állításra van szükségünk. A termodinamika második főtételének általános állításának kidolgozása a hőerőgépek tanulmányozásán alapul. Ezért először a motorhőt tárgyaljuk.
Termodinamikai folyamatok: Izotermikus Adiabatikus Izochor Izobárikus
Termodinamikai folyamatok: Izotermikus Adiabatikus Izochor Izobárikus
Négy termodinamikai folyamat létezik, nevezetesen izotermikus, izochorikus, izobárikus és adiabatikus folyamatok.
Izotermikus folyamat (állandó hőmérséklet)
Izoterm folyamatban a rendszer hőmérséklete állandó. Elméletileg a vizsgált rendszer egy ideális gáz. Az ideális gáz hőmérséklete egyenesen arányos az ideális gáz belső energiájával (U = 3/2 n RT). T nem változik, így U sem változik. Így, ha az izoterm folyamatra alkalmazzuk, a termodinamikai egyenlet első főtétele a következőképpen alakul:
A termodinamika első főtétele
Termodinamikai folyamat
A hő (Q) az az energia, amely a hőmérsékletkülönbség miatt egyik tárgyról a másikra áramlik. A rendszerekről és a környezetekről a hő az a energia, amely rendszerről környezetre, vagy környezetről rendszerre áramlik a hőmérsékletkülönbség miatt. Ha a rendszer hőmérséklete magasabb a környezeti hőmérsékletnél, akkor hő áramlik a rendszerből a környezetbe. Ha a környezeti hőmérséklet magasabb a rendszer hőmérsékleténél, akkor hő áramlik a környezetből a rendszerbe.
A hő (Q) az az energia, amely a hőmérsékletkülönbség miatt mozog, míg a munka (W) az energiaátadással kapcsolatos munka révén. Például, ha a rendszer munkát végez a környezeten, akkor az energia a rendszerből a környezetbe áramlik. Fordítva, ha a környezet munkát végez a rendszeren, akkor az energia a környezetből a rendszerbe áramlik.
Mechanikai hullámok sebessége – problémák és megoldások
1. Egy 25 méteres kötélen a transzverzális hullám sebessége 50 m/s. A kötél feszítőereje 200 N. Határozza meg a kötél tömegét.
A. 0.08 kg
B. 0.5 kg
C. 0.8 XNUMX kg
D. 2.0 kg
Ismert:
Egyszerű harmonikus mozgás – problémák és megoldások
1. Egy tárgy 5 Hz frekvenciával rezeg jobbra és balra. A tárgy az egyensúlyi pontból a jobbra irányuló maximális elmozdulásig mozog . Határozza meg a tizenegyszer a jobbra irányuló maximális elmozduláshoz szükséges időt.
A. 2.05
B. 2.20
C. 2.25
D. 2.50
Ismert:
Egyszerű inga – problémák és megoldások
1. Két egyszerű inga két különböző helyen van. A második inga hossza 0.4-szerese az első inga hosszának, és a második inga által tapasztalt nehézségi gyorsulás 0.9-szerese az első inga által tapasztalt nehézségi gyorsulásnak . Hasonlítsa össze az első inga és a második inga frekvenciáját.
A. 2/3
B. 3/2
C. 4/9
D. 9/4
A hanghullámok rezonanciája – problémák és megoldások
1. Miután az A hangvilla rezeg, a B hangvilla is rezegni kezd. A B hangvilla rezeg, mert…
A. Az A hangvilla amplitúdója megegyezik a B hangvilla amplitúdójával.
B. Mindkét hangvilla ugyanazt a rezonanciadobozt használja
C. A B hangvilla frekvenciája megegyezik az A hangvilla frekvenciájával.
D. Mindkét hangvilla által keltett hangok hangszíne megegyezik
Megoldás
Folyadékok nyomása – problémák és megoldások
1.
A nehézségi gyorsulás 10 N/kg. A felette lévő víz által nyomás alatt álló hal felülete 6 cm2 . Határozza meg a hal felett lévő víz által a halakra ható erőt!
Ismert: