motor termic menționat este un dispozitiv capabil să transforme cantitatea obținută a căldurii în lucru mecanic. Lucrul mecanic în motoarele termice produse în procesul de extindere a unei substanțe, care se numește fluidul de lucru. Deoarece fluidul de lucru utilizat în mod tipic substanță gazoasă (vapori de benzină, aer, vapori de apă). Instrumente organism primește (sau trimite) energia termică în timpul schimbului de căldură cu organismele care au o sursă mare de energie internă. Aceste organisme sunt numite rezervoare de căldură.
Astfel cum rezultă din prima lege a termodinamicii, rezultată cantitatea de căldură gaz Q este complet transformată în lucru A într-un proces izoterm în care energia internă rămâne constantă (= 0 DU):
Dar o astfel un singur act de transformare a căldurii în muncă este de nici un interes pentru arta. motoare termice existente actuale (motoare cu abur, motoare cu combustie internă și altele asemenea. D.) Se acționează în mod ciclic. Procesul de transfer de căldură și conversia cantitatea rezultată de căldură în timpul funcționării se repetă periodic. În acest scop, fluidul de lucru trebuie să efectueze procesul de ciclu circular sau termodinamic. care în mod periodic se întoarce la starea sa inițială. procese circulare descrise în diagrama (p. V) ale fluidului de lucru gazos prin curbe închise (Fig. 3.11.1). Deținând Efectuează de gaze funcționează A1. egală cu aria de sub curba abc. gaz de compresiune nu A2 de lucru negativ. egală cu suprafața modulo sub curba CDA. Lucrul mecanic total pe ciclu A = A1 + A2 în diagrama (p. V) este egală cu bucla pătrat. Un loc de muncă este pozitiv în cazul în care ciclul costurilor sensul acelor de ceasornic și A este negativ, în cazul în care ciclul de calculație a costurilor în direcția opusă.
Procesul ciclic în diagrama (p. V). abc - curba extensie, CDA - curba de compresie. O lucrare într-un proces circular este abcd formă pătrată
Proprietatea comună a tuturor procesului circular este faptul că este imposibil să se efectueze, conducând fluidul de lucru în contact termic cu un singur rezervor de căldură. Ei au nevoie de cel puțin două. rezervor termic la o temperatură mai ridicată se numește încălzire. și mai mici - frigider. Efectuarea procesului ciclic, fluidul de lucru din încălzitor primește o cantitate de căldură Q1> 0 și trimite un frigider căldură cantitate Q2 <0. Полное количество теплоты Q. полученное рабочим телом за цикл, равно
Atunci când traversează fluidul de lucru ciclu este returnat la starea inițială, prin urmare, schimbarea energiei sale interne este egală cu zero (0 = DU). Conform primei legi a termodinamicii,
Ciclul Carnot face gaz conținut în cilindrul sub piston. Într-o secțiune izotermă (1-2), gazul conținut în contact termic cu rezervorul termic cald (încălzitor) având o temperatură T1. Gazul se extinde izoterm, efectuarea A12 de lucru. în care gazul este alimentat la o Q1 cantitate de căldură = A12. În continuare, în secțiunea adiabatică (2-3), amplasat în învelișul adiabatic gaz și continuă să crească în absența căldurii. În această regiune gazul funcționează A23> 0. Temperatura gazului de expansiune adiabatică scade la o valoare T2. Următoarea secțiune izotermă (3-4), gazul conținut în contact termic cu rezervorul termic rece (frigider) la o temperatură T2 Diagrama (p. V) este ciclul de lucru al pătrat. Procese în toate domeniile ciclului Carnot sunt presupuse a fi cvasi-statice. În special, atât secțiunea izoterma (1-2 și 3-4) sunt efectuate la o diferență de temperatură infinit mică între fluidul de lucru (gaz) și rezervorul termic (încălzitor sau frigider). Astfel cum rezultă din prima lege a termodinamicii, lucrează cu gaz prin expansiune adiabatică (sau compresiune) este energia sa scada DU intern. La 1 mol de gaz unde T1 și T2 - temperatura inițială și finală a gazului. Rezultă că activitatea desfășurată de gaz pe cele două secțiuni adiabatic ale ciclului Carnot, egală în mărime și în semn opus Ciclul Carnot este remarcabil prin aceea că, la toate stațiile de corpuri de contact offline, cu temperaturi diferite. Orice stare a fluidului de lucru (gaz) într-un ciclu de cvasi-echilibru. t. e. infinit mai aproape de starea de echilibru termic cu organele din jur (rezervoarele de căldură sau termostate). Ciclul Carnot împiedică de căldură la diferența de temperatură finită între fluidul de lucru și mediul (termostate), în cazul în care căldura poate fi transmisă fără a efectua munca. Prin urmare, ciclul Carnot - proces circular cel mai eficient posibil, la anumite temperaturi ale încălzitorului și răcitorul: Orice parte a ciclului Carnot și întregul ciclu poate fi realizată în ambele direcții. buclă Bypass în sensul acelor de ceasornic corespunde motorului termic, atunci când căldura primită pentru fluidul de lucru este transformată parțial în lucru util. Bypass corespunde invers acelor de ceasornic la răcitorul de lichid. când o anumită cantitate de căldură este extras din rezervorul rece și rezervorul fierbinte se transmite datorită îndeplinirii lucrărilor externe. Prin urmare, dispozitivul ideal care funcționează pe ciclul Carnot este numit un motor termic reversibil. În frigidere reale mașini folosesc diferite procese ciclice. Toate ciclurile de refrigerare din (V p.) Anticlockwise diagrama. Diagrama energetică a răcitorului este prezentată în Fig. 3.11.5.
Dispozitiv de operare pe un ciclu de refrigerare poate avea un dublu scop. În cazul în care efectul benefic este de a selecta o anumită cantitate de căldură | Q2 | de corpuri de refrigerare (de exemplu, din produsele din camera frigider), atunci un astfel de dispozitiv este un frigider obișnuit. Eficiența frigiderului poate fi caracterizată prin raportul
.. Adică eficiența frigiderului - este cantitatea de căldură preluată din corpurile de refrigerare 1 joule de muncă consumat. Cu această βh definiție poate mai mult, și mai puțin de unu. Pentru a accesa ciclul Carnot
În cazul în care efectul benefic este de a transfera o anumită cantitate de căldură | Q1 | (de exemplu, corpurile cu posibilitate de încălzire, aerul din interior), un astfel de dispozitiv se numește o pompă de căldură. Pompa de căldură Eficacitatea βT poate fi definit ca raportul
t. e. cantitatea de căldură transmisă corpurilor calde 1 Joule de muncă consumat. Din prima lege a termodinamicii: