Круговые процессы. Цикл Карно


1. Рабочим телом (рабочим агентом) называется термодинамическая система, совершающая процесс и предназначенная для преобразования одной формы передачи энергии - теплоты или работы - в другую. Например, в тепловом двигателе рабочее тело, получая энергию в форме тепла, часть ее передает в форме работы.
2. Нагревателем (теплоотдатчиком) называется система, сообщающая рассматриваемой термодинамической системе энергию в форме тепла.
Холодильником (теплоприемником) называется система, получающая от рассматриваемой термодинамической системы энергию в форме тепла.
3. Круговые процессы изображаются в термодинамических диаграммах в виде замкнутых кривых. Работа против внешнего давления, совершаемая системой в обратимом круговом процессе, измеряется площадью, ограниченной кривой этого процесса в диаграмме V - р.
Прямым циклом называется круговой процесс, в котором система совершает положительную работу: А > 0. В диаграмме V - p прямой цикл изображается в виде замкнутой кривой, проходимой рабочим телом по часовой стрелке.
Обратным, циклом называется круговой процесс, в котором работа, совершаемая системой, отрицательна А < 0. В диаграмме V - p обратный цикл изображается в виде замкнутой кривой, проходимой рабочим телом против часовой стрелки.
В тепловом двигателе рабочее тело совершает прямой цикл, а в холодильной машине - обратный цикл.
4. Термическим (термодинамическим) коэффициентом полезного действия (к. п. д.) h называется отношение теплового эквивалента А работы, совершенной рабочим телом в рассматриваемом прямом круговом процессе, к сумме Q1 всех количеств тепла, сообщенных при этом рабочему телу нагревателями:
h = A/Q1 = (Q1 - Q2)/Q1

где Q2 - абсолютная величина суммы количеств тепла, отданных рабочим телом холодильникам. Термический к. п. д. характеризует степень совершенства преобразования внутренней энергии в механическую, происходящего в тепловом двигателе, который работает по рассматриваемому циклу.
5. Циклом Карно называется прямой круговой процесс (рис. 1), состоящий из двух изотермических процессов 1 - 1' и 2 - 2' и двух адиабатических процессов 1' - 2 и 2' - 1. В процессе 1 - 1' рабочее тело получает от нагревателя количество тепла Q1 а в процессе 2 - 2' рабочее тело отдает холодильнику количество тепла Q2.



Рис.1. Цикл Карно

Теорема Карно: термический к. и. д. обратимого цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и является функцией только абсолютных температур нагревателя (T1) и холодильника (T2):
h = (T1 - T2)/T1

Другие записи

10.06.2016. Теплоемкость
1. Теплоемкостью (истинной теплоемкостью) C тела называется отношение элементарного количества тепла dQ, сообщенного телу в каком-либо процессе, к соответствующему изменению температуры тела:C=dQ/dTТеплоемкость…
10.06.2016. Третий закон термодинамики
1. Первый и второй законы термодинамики не позволяют определить значение S0 энтропии системы при абсолютном нуле температуры (T = 0°К). В связи с этим оказывается невозможным теоретический расчет абсолютных…
10.06.2016. Удельная теплоёмкость
Вещество c, Дж/кг*C Алюминий 920 Вода 4200 Воздух 1000 Железо 460 Керосин 2100 Кирпич 880 Латунь 380 Лёд 2100 Медь 380 Никель 460 Олово 250 Песок 880 Платина 140 Ртуть 130 Свинец 140 Серебро 250 Спирт 2500 Сталь 500 Стекло 840 Цинк 380 Чугун 540 Эфир 3340
10.06.2016. Внутренняя энергия и энтальпия
1. Внутренней энергией U называется энергия системы, зависящая только от ее термодинамического состоянии. Для системы, нe подверженной действию внешних сил и находящейся в состоянии макроскопического покоя,…
10.06.2016. Второй закон термодинамики
1. Первый закон термодинамики, выражающий всеобщий закон сохранения и превращения энергии, не позволяет определить направление протекания термодинамических процессов. Например, основываясь на этом законе,…