21. Теорема Карно
Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей Τ1 и холодильников Т2, 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.
22. 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
Изотермическое расширение 1 – 2 T = const; V2 > V1 |
|
Адиабатическое расширение 2 – 3 δQ = 0; T2 < T1 |
|
Изотермическое сжатие 3 – 4 T = const; V4 < V3 |
|
Адиабатическое сжатие 4 – 1 δQ = 0; T1 > T2 |
|
Работа, совершаемая в результате кругового процесса:
A = A12 + A23 + A34 + A41 = Q1 + A23 – Q2 – A23 = Q1 – Q2
Для адиабат 2 – 3 и 4 – 1 уравнения Пуассона:
;
,
откуда
V1/V2
= V3/V4,
Используя это, определим термический КПД цикла Карно:
,
который действительно определяется только температурами нагревателя и холодильника.
___________________________
Конец 2-й лекции
Конец молекулярке