Описание цикла карно

Описание цикла карно

Рис. 1. Цикл Карно в координатах T—S

1. Изотермическое расширение (на рис. 1 — процесс AБ). В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается, оно совершает механическую работу, а его энтропия возрастает.

2. Адиабатическое расширение (на рис. 1 — процесс БВ). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом температура тела уменьшается до температуры холодильника , тело совершает механическую работу, а энтропия остаётся постоянной.

3. Изотермическое сжатие (на рис. 1 — процесс ВГ). Рабочее тело, имеющее температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься под действием внешней силы, отдавая холодильнику количество теплоты . Над телом совершается работа, его энтропия уменьшается.

4. Адиабатическое сжатие (на рис. 1 — процесс ГА). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается под действием внешней силы без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя, над телом совершается работа, его энтропия остаётся постоянной.

В термодинамике холодильных установок и тепловых насосов рассматривают обратный цикл Карно, состоящий из следующих стадий[6][7]: адиабатического сжатия за счёт совершения работы (на рис. 1 — процесс ВБ); изотермического сжатия с передачей теплоты более нагретому тепловому резервуару (на рис. 1 — процесс БА); адиабатического расширения (на рис. 1 — процесс АГ); изотермического расширения с отводом теплоты от более холодного теплового резервуара (на рис. 1 — процесс ГВ).

Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно

.

Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдаёт холодильнику

.

Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

Описание цикла карно .

Цикл Карно


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: