Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Цикл Карно
|
|
В 1824 г. французский инженер Карно, исследуя эффективность работы тепловых машин, предложил обратимый цикл, состоящий из 2-х адиабат и 2-х изотерм и осуществляемый между двумя источниками постоянных температур — нагревателем Т1 и холодильником Т2 (рис. 3.14). В качестве рабочего тела используется идеальный газ.
В процессе 1-2 к рабочему телу с температурой Т1 подводится теплота от горячего источника, также имеющего температуру Т1. Рабочее тело (газ) расширяется, совершая полезную работу, например, перемещая поршень машины из точки 1 в точку 2. При этом температура на участке 1-2 все время остается неизменной за счет подвода теплоты, несмотря на величины объема и снижения давления. В точке 2 подвод теплоты к рабочему телу заканчивается и дальнейшее расширение рабочего тела осуществляется по адиабате 2-3, т. е. при полной тепловой изоляции рабочего тела от внешней среды. При этом температура рабочего тела снижается до Т2, равной температуре холодного источника. В точке 3 рабочее тело начинает сжиматься по изотерме Т2 (линия 3-4), причем при этом температура остается постоянной за счет отвода теплоты к холодному источнику. В точке 4 отвод теплоты прекращается и дальнейшее сжатие газа происходит по адиабате 4-1 с повышением температуры до Т1. В точке 1 цикл замыкается. Для холодильных машин, работающих по циклу Карно, расположение процессов аналогично рассмотренному, но направление самих процессов будет противоположно направлению процессов в цикле Карно для тепловых двигателей.
Рис. 3.14. Цикл Карно в P-V и T-S координатах
В T-S координатах цикл Карно изображается прямоугольником. При этом количество подведенной Q1 и отведенной Q2 теплоты изображается площадями а12ва и а43ва. Площадь прямоугольника 1234 характеризует получаемую в цикле работу:
т. к. в круговом процессе 
(3.58)
(3.59)
Выводы
1. Повсюду, где есть разность температур, можно получить полезную механическую работу.
2. Теплоту нельзя полностью превратить в работу ни в каких реальных и идеально достижимых условиях, т. к. невозможно иметь Т2=0 (абсолютный нуль термодинамической шкалы недостижим).
3. К.п.д. цикла Карно не зависит от вида рабочего тела, а определяется соотношениями граничных температур процессов отвода и подвода теплоты.
4. Теплота может быть причиной полезной механической работы в том случае, когда она заставляет тела менять свой объем или форму.