Вопрос 7. КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ)
Круговым процессом или циклом называется такой процесс, при котором система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное состояние. Если процесс осуществляется по часовой стрелке, он называется прямым, против часовой стрелки –обратным. Т.к. внутренняя энергия является функцией состояния, то в круговом процессе
| система может получать или отдавать теплоту, совершать работу, но внутренняя энергия системы при этом остается постоянной. |
Устройство, в котором затрачивается теплота, а получается работа, называется тепловой машиной. Все тепловые машины работают по прямому циклу, состоящему из различных процессов. Устройство, работающее по обратному циклу, называется холодильной машиной. В холодильной машине затрачивается работа, а в результате от холодного тела отнимается теплота, т.е. происходит дополнительное охлаждение этого тела.
Рассмотрим цикл Карно для идеальной тепловой машины.Предполагается, что рабочее тело – идеальный газ, трение отсутствует. Этот цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат, реально не осуществим, но он сыграл огромную роль в развитии термодинамики и теплотехники и позволил проанализировать коэффициент полезного действия (КПД) тепловых машин.
| 1-2 изотермическое расширение |
| сообщаемое тепло идет на работу газа | |
2-3 адиабатическое расширение
|
| газ совершает работу за счет внутренней энергии | |
| 3-4 изотермическое сжатие |
| внешние силы сжимают газ, передавая теплоту окружающей среде | |
4-1 адиабатическое сжатие
|
| над газом совершается работа, его внутренняя энергия увеличивается | |
|
( | полная работа за цикл; на графике полная А равна площади, охватываемой кривой 1-2-3-4-1 | ||
- из уравнений адиабат)Таким образом, за цикл газу было сообщено Q1 теплоты, холодильнику передано Q2 теплоты и получена работа А.
| работа, полученная за один цикл |
Т1 – температура нагревателя
Т2 – температура холодильника
| КПД цикла Карно – это максимально возможный КПД тепловых машин. |
Из полученного выражения следует, что: 1) КПД всегда меньше единицы,
2)КПД не зависит от рода рабочего тела, а только от температуры нагревателя и холодильника, 3)чтобы повысить КПД нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника. В современных двигателях в качестве нагревателя используются горючие смеси - бензин, керосин, дизельное топливо и др., имеющие определенные температуры горения. Холодильником служит чаще всего окружающая среда. Следовательно, реально увеличить КПД можно только за счет уменьшения трения в различных узлах двигателя и машины.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 247; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!