Коловий процес. Теплові двигуни і холодильні машини. Оборотні i необоротні процеси

Коловим процесом (циклом) називається процес, при якому система, пройшовши через ряд станів, повертається у вихідний стан.

Прямий цикл використовується в тепловому двигуні, в якому робоче тіло отримує енергію у формі теплоти від зовнішніх джерел і частину її віддає у формі роботи. Тепловий двигун складається з трьох частин: нагрівник, робоче тіло, холодильник . Від термостата з вищою температурою , який називається нагрівником, за цикл відбирається кількість теплоти , а термостату з нижчою температурою , який називається холодильником, за цикл передається кількість теплоти і виконується робота .

Тепловий двигун характеризується коефіцієнтом корисної дії , який дорівнює відношенню роботи А, яка виконана тілом за цикл роботи, до кількості теплоти , що отримало тіло від нагрівника:

Температура газу при його стискуванні повинна бути нижча, ніж при розширенні. Тоді тиск газу у всіх проміжних станах при стиску буде менший, ніж при розширенні, і буде виконано умову , необхідну при виконанні двигуном корисної роботи.

Якщо здійснити цикл проти годинникової стрілки, то виконана робочим тілом робота буде та сама за абсолютною величиною, але від’ємна

Такий процес називається зворотним.

Зворотний цикл використовується в холодильних машинах - періодично діючих установках, в яких за рахунок роботи зовнішніх сил теплота переноситься до тіла з вищою температурою

Така машина забирає за цикл від тіла з температурою кількість теплоти і віддає тілу при температури кількість теплоти . Над машиною за цикл повинна бути виконана робота А. Кількість відданої теплоти дорівнює сумі отриманої кількості теплоти і роботи, яку виконали зовнішні сили:

Отже, чистий результат циклу полягає в тому, що тіло з меншою температурою, від якого забирається певна кількість теплоти, охолоджується, а тіло з вищою температурою, якому віддається теплота, нагрівається.

Ефективність холодильної машини характеризується її холодильним коефіцієнтом, який дорівнює відношенню віднятої кількості теплоти до роботи, яка затрачається на приведення машини в роботу:

Робочим тілом в холодильній машині слугують пари рідин, які легко киплять: аміак, фреон і ін. Енергія підводиться до машини від електричної мережі. За рахунок цієї енергії відбувається перехід теплоти від холодильної камери до більш нагрітого тіла – до навколишнього середовища.

Оборотним термодинамічним процесом називається така зміна стану системи, яка, будучи проведена у зворотному напрямку, повертає її в початковий стан так, щоб система пройшла через ті самі проміжні стани, що i у прямому процесі, але у зворотній послідовності, а стан тіл поза системою залишився незмінним.

Процеси, які не задовольняють цим вимогам оборотності, називаються необоротними.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.