16. Циклдардың термиялық пәк-і және суыту коэффициенті

Циклдағы пайдалы жұмысқа түрленген жылулық мөлшерінің жұмыстық денеге әкелінген барлық жылуылық мөлшеріне қатынасын сол циклдың пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) деп аталады

(3.11)

Пайдалы әсер коэффициенті жылу қозғағышының жетілдіру дәрежесін бағалайды. ПӘК үлкен болған сайын әкелінген жылулықтың үлкен бөлігі пайдалы жұмысқа түрленіп отырады.

Барлық әкелінген жылуды толығымен жұмысқа айналдыратын қозғағышты мәңгілік қозғағыштың екінші түрі деп атайды.

Сонымен термодинамиканың екінші заңын төмендегідей тұжырымдауға болады: «Мәңгілік қозғағыштың екінші түрі мүмкін емес».

Тура цикл. Бұл циклда қозғағыштан пайдалы жұмыс l_ц алынады. Сонымен қатар кері цикл да орын алады. Ол циклдарда ұлғаю жұмысы сығылу жұмысынан кіші болады да, сыртқы ортаның жұмысының әсерінен іске асырылады. Суретте өту бағыты – сағат тіліне қарсы бағытта. Мұнда жұмыстық денеге жылу қабылдағыштан q₂ жылулық мөлшері әкелініп және циклда мөлшері l_ц –ға тең сыртқы ортаның жұмысы жұмсалынып, ыстық жылу көзіне q₁ мөлшерлі жылулық беріледі. Сонда

q₁= q₂+ l_ц (3.12)

Кері циклдың жетілдіру дәрежесін сипаттауда суытқыш коэффициенті деп аталатын шама қолданылады

(3.13)

Суытқыш коэффициенті мөлшері бірге тең жұмыс жұмсалынғандағы жылу қабылдағыштан алынған жылулық санын көрсетеді, әдетте ол бірден үлкен сан болады.

17. Тура және кері Карно циклдары

Жылу қозғағышы үздіксіз жұмыс істеуі үшін температурасы Т₁ ыстық жылу көзі мен температурасы Т₂ суық жылу көзі керек. Жылу берілу мен бұрып әкетілу процестері теңдесулі процестер арқылы өту үшін олар тек изотермалы процестер болуы керек. Ал жұмыстық денені Т₁ температурасынан Т₂-ге дейін теңдесулі процесте салқындату үшін адиабатты ұлғаю процесі арқылы ғана іске асырылады. Циклды тұйықтау үшін суық жылулық көзіне изотермалы процесте жылулық бұрып әкетіліп, ары қарай адиабатты процесте бастапқы күйге жеткізілуі керек. Сонымен, екі изотерма мен екі адиабаттан тұратын циклды 1824 ж. Француз ғалымы Карноның тұжырымдауымен Карно циклы деп атайды.

Циклдың термиялық ПӘК-і

(3.14)

(3.15)

Сонымен, Карно циклының ПӘК-і ыстық және суық жылулық көздерінің температураларының қатынасы арқылы анықталады. Егер Т₁-дің мәні өссе немесе Т₂-нің мәні кемісе, онда термиялық ПӘК артады. Егер жылу көздерінің аралығындағы жылу құламасы жоқ болса (Т₁=Т₂), онда .

Қайтымды Карно циклы кері бағытта да іске асуы мүмкін. Оны кері Карно циклы деп атайды (3,5-сурет). Ол цикл да екі адиабат пен екі изотермадан тұрады. Сонымен бірге жылулық суық жылу көзінен ыстық жылу көзіне сыртқы ортаның жұмысының көмегімен беріледі. Бұл суытқыш машинасының циклы болып табылады. Оның суытқыш коэффициенті (3.13) теңдеуі бойынша анықталады. Кері Карно циклы үшін

(3.15) және (3.16) формулаларының байқайтынымыз, Карно циклының термиялық ПӘК-імен суыту коэффициенттері жұмыстық дененің физикалық қасиеттеріне қатысты емес, себебі ол формулаларға аталған қасиеттерді бейнелейтін шамалар енбейді.