Молекулярная физика и термодинамика
Тепловые двигатели и холодильные машины
жүктеу/скачать 4,77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Теорема Карно.
| Тепловые двигатели и холодильные машины.
Тепловой двигатель – это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет полученной извне теплоты. Термостатом называется термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами практически без изменения собственной температуры. Рабочее тело – это тело, совершающее круговой процесс и обменивающееся энергией с другими телами. Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой , называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты , а термостату с более низкой температурой , называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты , при этом совершается работа . Термический КПД двигателя: . Чтобы КПД был равен 1, необходимо, чтобы = 0, а это запрещено вторым началом термодинамики. Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине: от термостата с более низкой температурой за цикл отнимается количество теплоты и отдается термостату с более высокой температурой . При этом или . Количество теплоты , отданное системой термостату , больше количества теплоты , полученного от термостата на величину работы, совершенной над системой. Эффективность холодильной машины характеризует холодильный коэффициент - отношение отнятой от термостата с более низкой температурой количества теплоты к работе А, которая затрачивается на приведение холодильной машины в действие: . Теорема Карно. Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей и холодильников , наибольшим КПД обладают обратимые машины. При этом КПД обратимых машин, работающих при одинаковых температурах нагревателей и холодильников, равны друг другу и не зависят от природы рабочего тела, а определяются только температурами нагревателя и холодильника. Цикл Карно. Наиболее экономичный обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Рассмотрим прямой цикл Карно, в котором в качестве рабочего тела используется идеальный газ, заключенный в сосуд с подвижным поршнем. Последовательные термодинамические процессы в цикле Карно. 1-изотерма-2-адиабата-3-изотерма-4-адиабата-1:
Работа, совершаемая в результате кругового процесса: Для адиабат 2-3 и 4-1 уравнение Пуассона: , , откуда . Используя это, термический КПД цикла Карно: действительно определяется только температурами нагревателя и холодильника. жүктеу/скачать 4,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|