К. П. Д. идеальной тепловой машины Карно

(9.55)

Теорема Карно:

Идеальная тепловая машина имеет наибольший К. П. Д. среди всех машин, работающих в идентичных условиях, т. е. при одинаковых температурах теплоотдатчика и теплоприемника.

В цикл реальной тепловой машины могут входить различные изопроцессы, но такой цикл не обязательно будет обратимым. На рис. 9.15 представлен цикл Дизеля (со сгоранием при P = const).

Рис. 9.15.

1 – 2 – адиабатное сжатие;

2 – 3 – изобарное нагревание;

3 – 4 - адиабатное расширение;

4 – 1 – изохорное охлаждение.

Работа холодильной машины характеризуется холодильным коэффициентом, равным отношению количества тепла Q₂, которое отбирается от менее нагретого тела к работе, совершаемой за цикл:

(9.56)

Работа холодильной машины не противоречит второму началу термодинамики в формулировке Клаузиуса, т. к. система не является замкнутой. Процесс происходит за счет работы внешних сил. Для того чтобы холодильник начал работать, его нужно подключить к электрической сети, следовательно, процесс происходит за счет энергии, которая черпается из внешней среды.

Контрольные вопросы:

1. Основные термодинамические величины: количество теплоты, работа, внутренняя энергия, теплоемкость удельная и молярная, теплоемкость при постоянном объеме и при постоянном давлении.

2. Свойства энтропии. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики.

3. Число степеней свободы молекул. Показатель адиабаты. Вывод уравнения адиабатного процесса. Вывод уравнения Роберта-Майера.

4. Работа, совершаемая при различных изопроцессах.

5. Типы термодинамических систем. Системы, которые рассматриваются в равновесной термодинамике.

6. Круговые процессы. Обратимые и необратимые процессы.

7. Идеальная тепловая машина. Цикл Карно. КПД идеальной тепловой машины. Реальная тепловая машина. Цикл Дизеля.

8. Графическое изображение термодинамических процессов.

9. Холодильные машины.

10. Работа в адиабатном процессе. Работа при изотермическом процессе. Работа при изобарном процессе.