Цикл теплового двигателя

Превращение теплоты в механическую работу в тепловом двигателе происходит в процессе расширения рабочего тела. После совершения процесса расширения запас энергии в рабочем теле уменьшается, а объем его увеличивается. Для непрерывного получения работы после каждого процесса расширения требуется возвращать рабочее тело в исходное состояние.

Совокупность процессов расширения и сжатия, в результате которых получается полезная работа и рабочее тело возвращается в исходное состояние, называется циклом теплового двигателя или прямым циклом.

Подводимая в цикле теплота обозначается Q_l, а отводимая — Q₂. Так как рабочее тело после совершения цикла возвращается в исходное состояние, то изменение внутренней энергии рабочего тела в цикле равно нулю, поэтому разность между подводимой и отводимой теплотой превращается в полезную работу цикла:

Или для 1 кг рабочего тела

Полезная работа цикла в рv-координатах изображается площадью, ограниченной совокупностью кривых, характеризующих цикл.

Основной характеристикой цикла теплового двигателя является термический коэффициент полезного действия (КПД):

Для 1 кг рабочего тела