Кпд цикла Карно

Цикл Карно – прямой круговой процесс, при котором выполненная системой работа максимальна. Цикл состоит из двух изотермических и двух адиабатических расширений и сжатий (рис. 68)

В процессе 1 – 1' рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты , а в процессе 2 – 2' – рабочее тело отдает холодильнику количество, теплоты

Теорема Карно. Тепловая машина при данных значениях температур нагревателя и холо дильника, не может иметь большего КПД, чем машина, работающая по обратимому циклу Карно при тех же значениях температур нагревателя и холодильника.

Термический коэффициент полезного действия обратимого цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и является функцией только абсолютных температур нагревателя – Т₁ и холодильника Т₂.

. (3.2.37)

В обратимом цикле Карно выполняется соотношение:

, (3.2.38)

где Т₁ – температура нагревателя, Т₂ –температура холодильника, – количество теплоты, переданное системе нагревателем, – количество теплоты, переданное системой холодильнику.

Термический КПД произвольного обратимого цикла:

, (3.2.39)

где Т_mах и Т_min – экстремальные значения температуры нагревателя и холодильника, участвующих в осуществлении рассматриваемого цикла.

3.2.8 Второе начало термодинамики

Первое начало термодинамики, выражает закон сохранения и превращения энергии для тепловых процессов, но не позволяет установить направление протекания термодинамических процессов.

Второе начало термодинамики определяет направление протекания термодинамических процессов и тем самым дает ответ на вопрос, какие процессы в природе могут протекать самопроизвольно.

Некоторые из формулировок второго начала термодинамики:

 невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от некоторого тела, в эквивалентную ей работу.

 невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в окорме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому телу.

Приведенное количество теплоты

В изотермическом процессе приведенным количеством теплоты Q* называется отношение количества теплоты Q , полученного системой, к температуре Т теплоотдающего тела:

, (3.2.40)

где Q > 0 при подводе к телу теплоты (энергии), Q < 0 при отводе теплоты (энергии). Для произвольного процесса приведенное количество теплоты равно:

, (3.2.41)

где dQ – количество теплоты, сообщенное системе на элементарном участке процесса теплоотдающим телом, температура которого Т .

Приведенное количество теплоты, сообщаемое системе в любом обратимом круговом процессе, равно нулю (равенство Клаузиуса):

, (3.2.42)

где Т – температура тела, отдающего тепло. При обратимом процессе она равна температуре системы.

Подынтегральное выражение, в отличие от dQ, является полным дифференциалом. Т играет роль интегрирующего делителя для элементарного количества теплоты dQ , сообщаемого системе в обратимом процессе.