12. 12. 2022

Molekulová fyzika

Kruhový děj

Cyklický děj

Základ principu fungování tepelných motorů

Dělíme na děj, kdy je konstantní tlak a děj, kdy tlak konstantní není

\begin{align*} W &= F \cdot s \\ &= p \cdot S \cdot s \\ &= p \cdot V \end{align*}

$\implies W$ je rovna obsahu pod křivkou v $p{-}V$ diagramu (= pracovním diagramu)

6. 1. 2023

Ideální plyn se po proběhnutí kruhového cyklického děje vrací do původního stavu – před a po jsou stavové veličiny ( $p, V, T$ ) stejné

$1 \to 2$ : plyn koná práci ( $W'$ )

$2 \to 1$ : vnější síla koná práci ( $W_\text{S}$ )

\begin{align*} &W(1 \to 2 \to 1) \\ &W = W' - W_\text{S} \end{align*}

Těleso, od kterého plyn (pracovní látka) teplo přijímá, nazýváme ohřívač

Těleso, kterému plyn teplo odevzdává, nazýváme chladič

Reálná situace:

Q_1 > Q_2

Ideální situace:

Q_1 = Q_2

1. Termodynamický zákon:

\begin{align*} \Delta U &= W + Q \land \Delta U = 0 \\ 0 &= Q + W \\ -W &= Q \\ -W &= Q_1 - Q_2 \end{align*}

$W$ ... celková práce vykonaná během 1 cyklu

$Q$ ... celkové teplo přijaté během 1 cyklu

13. 1. 2023

\begin{align*} \eta &= \frac{W'_\text{cyklus}}{Q_1} \\[1em] &= \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} \\[1em] &= 1 - \frac{Q_2}{Q_1} \end{align*}

$\to$ 2. termodynamický zákon

Není možné sestrojit tepelný periodicky pracující stroj, který by přijímal teplo od ohřívače a konal stejně velkou práci.

$\iff$

Nelze sestrojit perpetuum mobile druhého druhu.

$\iff$

Chladnější těleso nemůže samovolně dodávat teplo teplejšímu tělesu.

Skládá se z adiabatického a izotermického děje

Pomocí teoretických nastavení tepelného motoru, kdy známe $T$ chladiče a ohřívače, se dá předpovědět maximální $\eta$

Reálné účinnosti jsou menší než teoretická maximální $\eta$