Справочник по основным разделам физики Математика примеры решения задач Курс теоретических основ электротехники Начертательная геометрия История искусства
Справочник по основным разделам физики

Круговые процессы. Тепловые машины

Круговой процесс (цикл) – это такой процесс, в результате которого термодинамическое тело возвращается в исходное состояние.

Прямой цикл (за цикл совершается положительная работа):

.

 

Обратный цикл (за цикл совершается отрицательная работа):

.

Тепловая машина – периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого из вне тепла.

Работа тепловой машины:

images5Теорема Карно: Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников, наибольшим КПД обладают обратимые машины. Причем КПД обратимых машин, работающих при одинаковых температурах нагревателей и холодильников, равны друг другу и не зависят от конструкции машины и от природы рабочего вещества. При этом КПД меньше единицы.

Работа цикла Карно:

Изотермическое расширение (тепло, полученное от нагревателя Q1, идет на изотермическое расширение газа, совершая при этом работу А1):

.

Адиабатическое расширение (при адиабатическом расширении теплообмен с окружающей средой отсутствует и работа расширения А2 совершается за счет изменения внутренней энергии):

.

Изотермическое сжатие (газ изотермический сжимается от V2 до V3. Теплота Q2, отданная газом холодильнику при изотермическом сжатии, равна работе сжатия А3 – это работа совершаемая над газом, она отрицательна

.

Адиабатическое сжатие:

.

Общая работа цикла Карно:

 или ,

где .

Термический КПД для обратимого цикла Карно:

images5где Т1 — температура нагревателя; Т2 — температура холодиль­ника.

Термический КПД для необратимого цикла Карно: 

.

Холодильная машина – это машина, работающая по обратному циклу Карно. То есть, если проводить цикл в обратном направлении, тепло будет забираться у холодильника и передаваться нагревателю (за счет работы внешних сил).

 Термический КПД для кругового процесса (цикла):

где Q1 — количество теплоты, полученное системой; Q2 — коли­чество теплоты, отданное системой.

Андре Мари Ампер (22.I 1775 - 10.VI 1836) - французский физик, математик и химик, член Парижской АН (1814). Родился в Лионе. Получил домашнее образование. В 1805-1824 работал в Политехнической школе в Париже (с 1809 - профессор), с 1824 - профессор Коллеж де Франс.


Физические законы механики Физика атомного ядра