![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Обратный обратимый цикл Карно
Цикл Карно может протекать не только в прямом, но и в обратном направлении (см. рис. 3.4.). Машины, работающие по обратному циклу, называются холодильными машинами. Это тепловые машины, которые создают и поддерживают разность температур путем отнятия теплоты у более холодного тела и передачи ее более горячему (см. глава 12). А такой процесс, как следует из формулировки второго закона термодинамики Клаузиуса, требует затраты энергии (не может совершаться без компенсации).
Рис. 3.4
Рассмотрим обратимый обратный цикл Карно, изображенный на рис. 3.4. В процессе 1-2 рабочее тело (холодильный агент) расширяется по адиабате с уменьшением температуры от T 1 в точке 1 до Т 2 в точке 2. Затем газ расширяется по изотерме 2-3 с подводом теплоты q 2 от источника с температурой Т 2. В адиабатном процессе сжатия 3-4 происходит увеличение температуры рабочего тела от Т 2 до T 1. В изотермическом процессе сжатия происходит отвод от рабочего тела теплоты q 1 к верхнему источнику теплоты. На осуществление обратного цикла в холодильной машине затрачивается удельная работа l. При этом от НИТ к ВИТ переносится количество теплоты, равное q 2. Кроме того, к ВИТ передается теплота, равная затраченной работе l. Отсюда, вся теплота, получаемая ВИТ, будет q 1= q 2+ l. Работа, затраченная на сжатие в процессах 3-4 и 4-1, больше работы расширения в процессах 1-2 и 2-3 на величину площади фигуры 1-2-3-4. Работа расширения производится сжатым газом, и она будет положительной. Работа сжатия производится над газом, и она будет отрицательной. Отсюда суммарная работа, затраченная на передачу теплоты от НИТ к ВИТ, будет отрицательной, и она будет равна l = q 1 - q 2. Эффективность работы холодильных машин характеризуется холодильным коэффициентом, определяемым в виде отношения теплоты, взятой, от НИТ и переданной ВИТ, к затраченной работе Холодильный коэффициент характеризует эффективность передачи теплоты от НИТ к ВИТ. Он будет тем больше, чем большее количество теплоты q 2 будет взято от НИТ и передано ВИТ и чем меньше будет на это затрачено работы l. Холодильный коэффициент обратимого обратного цикла Карно определяется по формуле Холодильный коэффициент этого цикла зависит лишь от абсолютных температур T 1 и Т 2 и имеет наибольшее значение по сравнению с холодильными коэффициентами любых других циклов, протекающих в тех же температурных пределах. Холодильные машины, предназначенные для отопления помещений путем передачи теплоты от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой, называются тепловыми насосами. Их эффективность оценивается отопительным коэффициентом φ, определяемым по формуле (см. § 12.5)
|