2.5. Прямі і зворотні цикли теплових двигунів

Безперервнодіюча система здійснює кругові процеси, в яких теплота перетворюється на роботу, або навпаки, називається тепловим двигуном. Теплові двигуни працюють по прямих і по зворотних циклах:

1. Цикл, в якому лінія розширення лежить вище за лінію стиснення і здійснена робота віддається зовнішньому споживачу, називається прямим.

2. Цикл, в якому лінія розширення лежить нижче за лінію стиснення, і на здійснення циклу витрачається робота, називається зворотним.

Прямі цикли характеризуються термічним к.к.д. η_t, а зворотні – холодильним коефіцієнтом ε.

Прямий цикл Зворотний цикл

Термічний к.к.д.:

Холодильний коефіцієнт:

.

2.6. Цикл Карно

Цикл Карно є ідеальним циклом, він не може бути здійснений ані у жодній з машин, проте він є еталоном, з яким порівнюють цикли інших теплових машин.

Процеси циклу:

1-2 – ізотермічне розширення робочого тіла, підведення теплоти q₁.

2-3 – адіабатичне розширення.

3-4 – ізотермічне стиснення, відведення теплоти q₂.

4-1 – адіабатичне стиснення.

Властивості циклу Карно:

1. Термічний к.к.д. циклу не залежить від властивостей змінного робочого тіла.

2. Термічний к.к.д. визначається температурами вищого і нижчого джерел теплоти.

Для зворотного циклу Карно . Для незворотного циклу температури гарячого і холодного джерел теплоти відрізняються від температури робочого тіла відповідно на ΔТ₁ і ΔТ₂. Тоді

Перебіг оборотного циклу Карно на рисунку показаний стрілками.

3. Термодинамічні процеси ідеальних газів

3.1. Ізохорний процес

Ізохорним називають процес, який протікає з постійним об'ємом V=const.

	1. - закон Шарля. 2. 3. 44. 5. для усіх термодинаміч-них процесів
Процеси: 1– 2 – підведення теплоти; – відведення теплоти.

6.

7. Схема енергобалансу: теплота, що підводиться, витрачається на зміну внутрішньої енергії.

3.2. Ізобарний процес

Ізобарним називається процес, який протікає з постійним тиском P=const.

	1. – закон Гей-Люссака. 2. . 3. . 6. .
Процеси: 1– 2 – розширення, підведення теплоти; – стиск, відведення теплоти.
7. Схема енергобалансу: теплота, що підводиться, витрачається на здійснення роботи і зміну внутрішньої енергії.

3.3. Ізотермічний процес

Ізотермічним називають процес, який протікає з постійною температурою T=const. Підкоряється рівнянню . У P-V координатах ізотерма являє собою рівнобічну гіперболу.

	1. . Закон Бойля – Маріотта. 2. ΔuT=0; ΔiT=0. 3. 6.
Процеси: 1-2 – розширення, підведення теплоти; - стиск, відведення теплоти.

7. Схема енергобалансу: теплота, що підводиться, витрачається на зміну внутрішньої енергії.