Этапы работы тепловой машины

1. Цилиндр приводится в контакт с нагревателем. Газ под поршнем изотермически расширяется: объем его изменяется до V₂, а давление – до Р₂, и поршень перемещается (подымается) в положение 2. При этом рабочее тело принимает от нагревателя теплоту Q₁=q₁ и совершает над окружающей средой работу, равную

2. Нагреватель удаляется и цилиндр заключается в абсолютную тепловую изоляцию, т.е создаются условия для протекания адиабатического процесса. Перемещением поршня в положение 3 (подымается) совершается адиабатическое расширение газа до V₃ (давление газа при этом становится равным Р₃, температура понижается до Т₂).Работа, совершаемая рабочим телом над окружающей средой, на этой стадии процесса равна W₂= -∆V₂= -C_U(T₂-T₁); Q₂=0.

3. Тепловая изоляция снимается с цилиндра и он приводится в контакт с холодильником, температура которого Т₂. Газ под поршнем подвергается изотермическому сжатию, объем его изменяется до V₄ (уменьшается), давление – до Р₄, поршень опускается. При этом газ сообщает холодильнику теплоту Q₃= -q₂ и совершает работу расширения, равную

4. Снова удаляется источник теплоты и цилиндр заключается в абсолютную тепловую изоляцию. Перемещением поршня в положение 1 (опускается) совершается адиабатическое сжатие рабочего тела до V₁ (давление газа при этом становится равным Р₁, а температура повышается до Т₁). Газ приходит в исходное состояние. Работа, совершаемая рабочим телом над окружающей средой, на этой стадии процесса равна , Q₄=0

Рабочее тело пришло в исходное состояние, т.е совершило круговой процесс, состоящий из стадий: изотермического расширения, изотермического сжатия и адиабатического сжатия.

Коэффициент полезного действия:

для холодильных машин

для теплового насоса

для тепловой машины