Deschide PDF - Bp-soroca.md

a) Căldura nu poate trece de la sine de la corpul cu temperatură mai mică la cel cu
temperatură mai mare.
b) O maşină termică nu poate produce în mod continuu, adică ciclic, lucrul mecanic decât
dacă agentul de lucru schimbă căldură cu două surse de căldură de temperaturi diferite.
Maşina care ar transforma continuu în lucru mecanic căldura luată de la o singură sursă de căldură
fără să cedeze o parte altei surse reci se numeşte perpetuum mobile de speţa a II-a.
c) Un perpetuum mobile de speţa a II-a este imposibil.
4.2 Transformări ciclice
În cadrul studiului transformărilor simple s-a constatat că la destinderea unui gaz, se poate
obţine lucru mecanic, iar la comprimarea gazului se consumă lucrul mecanic. Dacă se doreşte să se
producă lucru mecanic în mod periodic, este necesar ca gazul să fie readus, după destinderea sa, din
nou in starea iniţială, după care se poate relua procesul. Readucerea în stare iniţială nu se poate însă
efectua pe acelaşi drum pe care s-a realizat destinderea, deoarece în acest caz întregul lucrul
mecanic produs ar fi din nou consumat. O astfel de transformare se numeşte transformare ciclică
sau ciclu termodinamic. În urma parcurgerii unui ciclu, toate mărimile de stare ale sistemului revin
la valoarea iniţială.
În diagrama p-V din figura 4.1, curba adiabatei (δ q = 0) împarte diagrama în două zone.
Transformările care pornesc de pe curba adiabatei spre stînga si cele care pornesc spre dreapta vor
avea pentru căldura schimbată semne diferite.
p
3
1
δq = 0
Q 1
a
L c
b
Figura 4.1
2
Q 2
δq = 0
V
În diagrama p-V un ciclu termodinamic
se reprezintă printr-o curbă închisă.
Exemplu: izocora 1-3 (dv = 0) δ q = du + pdv = du = cv⋅ dT δ q = cv⋅ dT
Ecuaţia izocorei 1-3
p 1 T1
= p3 > p1 ⇒ T3 >T1 ⇒ T3 - T1 > 0 ⇒ Δ T > 0 ⇒ dT > 0
p T
3
3
Dacă dT > 0, din δ q = cv⋅ dT ⇒ δ q > 0
Deci pentru transformările care pleacă de pe curba adiabatei spre dreapta δ q > 0 iar pentru
cele care pleacă spre stânga δ q < 0.
Indiferent de curba ciclului, se pot trasa 2 adiabate tangente la curba închisă a ciclului.
Dacă se parcurge ciclul în sensul 1a2b1, pe porţiunea 1 a 2 sistemul primeşte căldura Q1 din
exterior iar pe porţiunea 2 b 1 sistemul cedează căldura Q2 în exterior.
De asemenea, lucrul mecanic pe evoluţia 1 a 2 este aria de sub curba 1 a 2 iar pe evoluţia 2 b
1, aria de sub curba 2 b 1. Deci lucrul mecanic efectuat de sistem pe parcursul întregului ciclu va fi
diferenţa ariilor, adică aria suprafeţei mărginită de curba închisă a ciclului (Lc).
Din expresiile matematice ale PTl (2.5, 2.6): δ Q = dU + δ L = dI + δ Lt
δ = dU + δL
= dI + δL
dar dU
= 0
Integrând după conturul închis: ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫
Q t ,
∫ d I = 0 (pentru că U şi I sunt mărimi de stare, deci revin la valoarea iniţială)
δQ
= δL
= δL
= L
∫ ∫ ∫
⇒ t c
32