Julia 805 wyśw. 29-11-2020 21:19

3.6/324 Kurs maturalny fizyka

Uzupełnij poniższe zdanie dotyczące gazu doskonałego poddanego przemianom w innym cyklu termodynamicznym.


Ilość ciepła oddanego przez gaz do otoczenia w jednym cyklu ........... (może być/ nie może być) większa niż ilość pobranego w tym  jednym cyklu przez ten gaz ciepła.


Nie rozumiem dlaczego ilość ciepła oddanego może być większa niż pobranego.  Z czego to wynika?


fizyka Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 01-12-2020 13:12

Będzie tak w przypadku cyklu, który np. na wykresie p(V) biegnie przeciwnie do ruchu wskazówek zegara:

Wówczas praca wykonana przez gaz w całym cyklu jest ujemna, więc praca sił zewnętrznych jest dodatnia, a ponieważ deltaU w całym cyklu jest zerowa, to z pierwszej zasady dynamiki wynika, że gaz oddał ciepło podczas całego cyklu (czyli ogólnie więcej do oddał niż pobrał).


Mo787 20-12-2020 11:59

Chce Pan przez to powiedzieć, że sprawność cyklu może być ujemna ? Jeśli wzór na sprawność to :[ eta=(Q1-Q2)/Q1], gdzie Q1 to ciepło pobrane , a Q2 to ciepło oddane. To odnosząc się do stwierdzenia Pana mianowicie, że Q2 > Q1 możemy wnioskować że sprawność jest ujemna lub (większa niż 100%, co jest oczywiście błędnym sformułowaniem)?


s.gugula 21-12-2020 00:14

Dla cyklów odwrotnych faktycznie tak policzona sprawność może być większa od jedności (nie może być mniejsza od zera, bo formalnie w definicji sprawności w liczniku mamy wartość bezwzględną z różnicy tych ciepeł, więc zawsze będzie ona większa od zera - w karcie wzorów widnieje definicja sprawności silnika cieplnego czyli takiego, który realizowany jest przez cykl prosty - czyli taki, w którym przemiany na wykresie p(V) idą zgodnie z ruchem wskazówek zegara).

Wracając do cykli odwrotnych - są one realizowane przez tzw. pompy ciepła, urządzenia, które (za def. z wikipedii): "wymuszają przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych)". I tam faktycznie tak policzona sprawność może być większa od 1 - nie gwałci to natomiast drugiej zasady termodynamiki, bo ona nam mówi o tej sprawności silnika cieplnego. Co więcej, zastosowanie pompy ciepła nie sprawi oczywiście, że nagle dostaniemy urządzenie, które da nam więcej energii niż w niego włożymy.

Więcej o sprawności i pompach ciepła w kwestii obliczeniowej można poczytać np. tu:

https://pl.wikibooks.org/wiki/Fizyka_statystyczna/Cykle_(obiegi)_termodynamiczne