АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Цикл Карно и его к.п.д

Читайте также:
  1. Второе начало термодинамики. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно.
  2. Вычисление вероятности ЧП (карта Карно).
  3. Геометрія леза токарного різця
  4. Замкнутый цикл, соответствующий циклу Карно
  5. К.п.д. тепловой машины. Цикл Карно. Второй закон термодинамики.
  6. Карно циклі
  7. Кластер викарной эмфиземы
  8. Контактово-метасоматические процессы при скарнообразовании. Полезные ископаемые скарнов.
  9. Коэффициент полезного действия тепловой машины. Цикл Карно.
  10. КПД тепловой машины Карно
  11. МетодминимизирующихкартКарно
  12. ОБОБЩЕННАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПЕРЕХОДОВ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

 

Из формулировки второго начала т/д по Кельвину следует, что вечный двигатель второго рода невозможен. (Вечный двигатель – это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет охлаждения одного источника теплоты.)

Термостат – это т/д система, которая может обмениваться теплотой с телами без изменения температуры.

Принцип действия теплового двигателя: от термостата с температурой Т1 - нагревателя, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с температурой Т2 (Т2 < Т1) -холодильнику, за цикл передается количество теплоты Q2, при этом совершается работа А = Q1 - Q2

Круговым процессом или циклом называется процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное. На диаграмме состояний цикл изображается замкнутой кривой. Цикл, совершаемый идеальным газом, можно разбить на процессы расширения (1-2) и сжатия (2-1), работа расширения положительна А1-2 > 0, т.к. V2 > V1, работа сжатия отрицательна А1-2 < 0, т.к. V2 < V1. Следовательно, работа совершаемая газом за цикл, определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой 1-2-1. Если за цикл совершается положительная работа (цикл по часовой стрелке), то цикл называется прямым, если - обратный цикл (цикл происходит в направлении против часовой стрелки).

Прямой цикл используется в тепловых двигателях - периодически действующих двигателях, совершающих работу за счет полученной извне теплоты. Обратный цикл используется в холодильных машинах - периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой.

В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и, следовательно, полное изменение внутренней энергии равно нулю. Тогда І начало т/д для кругового процесса

Q = ΔU + A = A,

т. е. работа, совершаемая за цикл равна количеству полученной извне теплоты, но

Q = Q1 - Q2

Q1 - количество теплоты, полученное системой,

Q2 - количество теплоты, отданное системой.

Термический к.п.д. для кругового процесса равен отношению работы, совершенной системой, к количеству теплоты, подведенному к системе:

 

Чтобы η = 1, должно выполняться условие Q2 = 0, т.е. тепловой двигатель должен иметь один источник теплоты Q1, но это противоречит второму началу т/д.



Процесс обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине.

От термостата с температурой Т2 отнимается количество теплоты Q2 и передается термостату с температурой T1, количество теплоты Q1.

Q = Q2 - Q1 < 0, следовательно A < 0.

Без совершения работы нельзя отбирать теплоту от менее нагретого тела и отдавать ее более нагретому.

 

Основываясь на втором начале т/д, Карно вывел теорему.

Теорема Карно: из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей (Т1) и холодильников (Т2), наибольшим к.п.д. обладают обратимые машины. К.П.Д. обратимых машин при равных Т1 и Т2 равны и не зависят от природы рабочего тела.

Рабочее тело – тело, совершающее круговой процесс и обменивающиеся энергией с другими телами.

Цикл Карно – обратимый наиболее экономичный цикл, состоящий из 2-х изотерм и 2-х адиабат.

1-2-изотермическое расширения при Т1 нагревателя; к газу подводится теплота Q1 и совершается работа

2-3 – адиабат. расширение, газ совершает работу A2-3>0 над внешними телами.

3-4-изотермическое сжатие при Т2 холодильника; отбирается теплота Q2 и совершается работа ;

4-1-адиабатическое сжатие, над газом совершается работа A4-1<0 внешними телами.

При изотермическом процессе U = const, поэтому Q1 = A12

1

При адиабатическом расширении Q2-3 = 0, и работа газа A23 совершается за счет внутренней энергии A23 = -U

Количество теплоты Q2, отданное газом холодильнику при изотермическом сжатии равно работе сжатия А3-4

2

Работа адиабатического сжатия

Работа, совершаемая в результате кругового процесса

A = A12 + A23 + A34 + A41 = Q1 + A23 - Q2 - A23 = Q1 - Q2

и равна площади кривой 1-2-3-4-1.

Термический к.п.д. цикла Карно

Из уравнения адиабаты для процессов 2-3 и 3-4 получим

‡агрузка...

Тогда

т.е. к.п.д. цикла Карно определяется только температурами нагревателя и холодильника. Для увеличения к.п.д. нужно увеличивать разность Т1 - Т2.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)