ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
95
обратимого процесса в условиях закрытой и открытой систем в конечной
форме
q
=
∆
U
+
l
= 0 и
q
=
∆
i
+
l
' = 0. Откуда в абсолютных значениях
|
l
' | = |
∆
i
| = и |
l
| = |
∆
U
|. Из соотношения этих уравнений следует,
что
l
'/
l
= |
∆
i
|/|
∆
U
| =
C
р
∆
T
/
C
V
∆
T
=
к
. И окончательно
l
' =
к l
.
(5.60)
В соответствии с вышеизложенным, для любого (политропного) процесса
действительно соотношение
l
' =
n l
.
(5.61)
Рассмотрим несколько частных случаев:
−
при
V'
= const,
n
=
∞
и
l
=
l
'/
∞
= 0;
−
при
Р
= const,
n
= 0 и
l
' = 0 (техническая работа отсутствует);
−
при
Т
= const,
n
= 1,0 и
l
' =
l
(обе формы работы адекватны);
−
при
S
= const,
l
' =
к l
(работа адиабатного процесса в открытой
системе).
5.4. Второй закон термодинамики
Второй закон термодинамики рассматривает вопросы направленности
тепловых процессов в отличие от первого закона, определяющего
количественные соотношения их характеристик.
Существует большое количество формулировок второго закона
термодинамики. Рассмотрим два из них с использованием более современной
терминологии.
Теплота не может самопроизвольно, сама собой, переходить от менее
нагретого тела к более нагретому без компенсации (определение Клазиуса).
Компенсация эта осуществляется при затрате работы извне.
Невозможно создать непрерывно действующий тепловой двигатель, все
эффекты которого сводятся к получению механической энергии в условиях
теплообмена с одним источником тепла (определение Кельвина–Планка). Это
означает, что осуществление работы за счет теплоты, полученной от источника
теплоты с более высокой температурой (теплоотдачика), возможно лишь при
условии частичного отвода теплоты во второй более холодный теплоприемник.
Справедливость второго закона термодинамики подтверждается практикой
работы любых тепловых агрегатов. Так, вся теория теплообмена базируется на
условии обязательного перехода теплоты от более нагретых к менее нагретым
телам. Практика работы нагревательных устройств также изобилует примерами
такого рода. К ним относятся нагрев заготовок продуктами горения, нагрев
воздуха в теплообменных устройствах и многие другие.
Что же касается второй формулировки, то она является базисом теории
тепловых двигателей. В дальнейшем эти вопросы не рассматриваются .
