Теорема Карно

[Freeman-des]

lel0lel в сообщении #1500504 писал(а):

Freeman-des в сообщении #1500480 писал(а):

Теплопередача - это же увеличение внутренней энергией без совершения работы над телом. Внутренняя энергия не меняется, в сущности, теплота сразу на работу уходит.

Не нужно выдумывать, читайте лучше учебник или хотя бы википедию.

Процесс обмена внутренними энергиями соприкасающихся тел, не сопровождающийся производством макроскопической работы, называется теплообменом. Сивухин. Общий курс физики, 2 том, ст. 58.

Впрочем, такое же определение в любом учебнике физики за 8 класс.

[lel0lel]

Теплопередача не тоже самое что теплообмен. Также, на мой взгляд, термин теплообмен должен утратить свою актуальность, а то только запутывают школьников похожими словами. Если хочется сделать акцент на изохорном нагревании чего-либо, то так и нужно говорить, что $Q>0, V=\operatorname{const} . $

[Freeman-des]

lel0lel в сообщении #1500510 писал(а):

Теплопередача не тоже самое что теплообмен.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом или теплопередачей. Мякишев, 10 класс, ст. 214.

В общем-то, и Википедия считает так же.

[lel0lel]

В википедии, даже русской, такой глупости не нашёл. Зачем нашим школьникам пытаются навязать изохорную теплопередачу я не знаю. Но если уж быть последовательным, то нужно придумывать также термин и для неизохорной теплопередачи.

Вот вы утверждаете, что процессы, в которых нет никакой теплопередачи это только изотермический и адиабатический. В первом случае $Q>0$ если газ расширяется и $Q<0$ если сжимается, а во втором $Q=0$. Как быть? Откуда эти теплоты, была ли теплопередача и в каком?

Оказывается всё не так плохо в большинстве приличных мест адекватные определения теплообмена и теплопередачи.

[Freeman-des]

Цитата:

В википедии, даже русской, такой глупости не нашёл.

Если вы введете в поиске Википедии "теплообмен", то вас перенаправит на статью "теплопередача".

Цитата:

Оказывается всё не так плохо в большинстве приличных мест адекватные определения теплообмена и теплопередачи.

Можно ссылки на какие-то источники?

Цитата:

Вот вы утверждаете, что процессы, в которых нет никакой теплопередачи это только изотермический и адиабатический. В первом случае $Q>0$ если газ расширяется и $Q<0$ если сжимается, а во втором $Q=0$. Как быть? Откуда эти теплоты, была ли теплопередача и в каком?

На самом деле, конечно, тепло передается. Я скорее имел в виду, что нет передачи тепла от нагревателя к холодильнику так, будто между ними никакой тепловой машины нет.

[lel0lel]

По учебникам мне сейчас не хочется лазить, тем более у вас скорее всего таких нет. Поэтому ссылка на физ. энциклопедию https://dic.academic.ru

[Freeman-des]

Теперь я понял, о чем вы говорите. Речь не про изохорные процессы. Речь про то, что теплота - это то, что меняет внутреннюю энергию, если забыть про то, что работа ее тоже может менять. Есть что-то странное в этом определении, противоречивое, но именно оно записано во всех школьных учебниках и главных ВУЗовских (Сивухин, Савельев).
Теплопередачу в изотермическом процессе я для себя трактую так: подведение тепла ведет к бесконечно малому увеличению внутренней энергии, трата которой, в свою очередь, ведет к совершению работы. Тогда смысл определения вроде не теряется.

-- 13.01.2021, 02:45 --

Проблема приведенного вами определения в том, что теплообмен определяется как процесс передачи теплоты. А теплота, если щелкнуть по ссылке, это энергия, переданная в процессе теплообмена. В итоге, никакого определения нет. А "способ изменить внутреннюю энергию без работы" - это уже какая-то конкретика.

[Pphantom]

Freeman-des в сообщении #1500528 писал(а):

Речь про то, что теплота - это то, что меняет внутреннюю энергию, если забыть про то, что работа ее тоже может менять.

Так можно многое определить. Сепулькарии - устройства для сепуления

В общем-то лучше начать с того, что теплота - это энергия, переданная (или отнятая) у тела путем совершения работы над отдельными его частицами или излучением. А дальше, да, можно определять теплообмен.

[lel0lel]

Freeman-des в сообщении #1500528 писал(а):

А теплота, если щелкнуть по ссылке, это энергия, переданная в процессе теплообмена.

Так конечно не годится. Нужно указать способ её измерения в любом процессе, совершаемом системой. И вот тут как раз потребуется пробное тело, которое будет изменять свою внутреннюю энергию, не совершая работы, и находиться в контакте с исследуемой системой, причём общая совокупность систем должна быть теплоизолирована.

Да, у нас есть выбор кому запрещать работать, или пробному телу при определении понятия теплоты, или системе в процессе теплообмена.

Если всё же выберем школьный вариант, то нужно придумывать ещё один термин для случая, когда теплота подводится к системе, совершающей работу. По школьному это нельзя назвать ни теплообменом, ни теплопередачей. Можно, конечно, назвать это теплопоступлением

[realeugene]

Freeman-des в сообщении #1500453 писал(а):

И опять я не могу понять, как именно обратимость связана с максимальным КПД.

По определению обратимой тепловой машины, если тепловая машина обратима, то её можно запустить в обратную сторону, при этом, если обратимая тепловая машина отбирает от горячего резервуара количество тепла $Q$ и совершает работу $A$, то запустив машину в обратную сторону, затратив работу $A$ можно передать горячему резервуару обратно ровно то же самое количество тепла $Q$. Количество тепла, передаваемого или отбираемого от холодного резервуара, в любом случае определяется законом сохранения энергии.

Из этого определения немедленно следуют два следствия:

1. Никакая тепловая машине не может иметь КПД больший, чем обратимая тепловая машина. Иначе, подсоединив на выход этой машины обратимую тепловую машину, запущенную в обратную сторону, получим машину, которая без затрат механической энергии будет перекачивать тепло от холодного резервуара к горячему.

2. Все обратимые тепловые машины имеют одинаковый КПД, как тривиальное следствие первого пункта.

Осталось придумать хотя бы одну обратимую тепловую машину и посчитать её КПД. Например, работающую по циклу Карно.

[Ignatovich]

realeugene в сообщении #1500551 писал(а):

По определению обратимой тепловой машины, если тепловая машина обратима, то её можно запустить в обратную сторону,

Тепловая машина, работающая по обратимому циклу, является обратимой тепловой машиной?

[realeugene]

Ignatovich в сообщении #1500554 писал(а):

Тепловая машина, работающая по обратимому циклу, является обратимой тепловой машиной?

Несложно, конечно, придумать конструкцию машины, которую нельзя будет обратить, несмотря на обратимость цикла. Например, возле машины будет стоять машинист и тормозить её при попытке запустить в обратную сторону. Так что нет, не обязательно. Но если цикл необратимый, то и машина не может быть обратимой. И не стоит забывать, что обратимая тепловая машина и обратимые циклы - это идеализация. Обратимая тепловая машина умеет работать без увеличесния энтропии, реальные машины так не умеют.

[Freeman-des]

Цитата:

Осталось придумать хотя бы одну обратимую тепловую машину и посчитать её КПД. Например, работающую по циклу Карно.

Но почему тогда речь идет именно про цикл Карно: две изотермы и две адиабаты? Почему тогда не называть циклом Карно две изобары и две изохоры, ведь, получается, КПД у них одинаковый? Я думал, что именно в выборе двух изотерм и двух адиабат есть что-то принципиальное. Я думал, что у цикла Карно КПД больше, чем у остальных обратимых тепловых циклов.

[DimaM]

Freeman-des в сообщении #1500601 писал(а):

Но почему тогда речь идет именно про цикл Карно: две изотермы и две адиабаты? Почему тогда не называть циклом Карно две изобары и две изохоры, ведь, получается, КПД у них одинаковый?

Потому что изобары и изохоры с одним нагревателем и одним холодильником обратить не получится. Нужно, чтоб во время передачи тепла температуры нагревателя/холодильника и рабочего тела не различались.

[realeugene]

Freeman-des в сообщении #1500601 писал(а):

Почему тогда не называть циклом Карно

О названиях спорить глупо. "Карно" - это фамилия. Скорее всего, автора, придумавшего этот цикл.

Freeman-des в сообщении #1500601 писал(а):

две изобары и две изохоры

Если вы при этом сможете осуществить обмен теплом с большими тепловыми резервуарами при постоянной температуре без увеличения энтропии системы - то пожалуйста. Сомневаюсь, что у вас получится, но попытаться спроектировать иной обратимый цикл - ваше право.