Механика и молекулярная физика. Берзин А.А - 37 стр.

                               37
лезного действия η . С учетом (13.1):
                        A Q1 − Q2
                    η=     =         .                    (13.2)
                        Q1     Q1
КПД тепловой машины равен отношению количества теплоты,
превращенного в работу, к количеству теплоты, полученному от
нагревателя. Из определения следует, что η < 1 .
     При обратном цикле идеальный газ отбирает от холодиль-
ника некоторое количество теплоты Q2 и отдает нагревателю
большее количество теплоты Q1 за счет работы внешних сил,
производящих сжатие газа.
     В заключение отметим, что изолированная система в целом
не может совершить круговой процесс, так как для этого требует-
ся участие внешних сил и источников теплоты. Круговой процесс
может проходить в части изолированной системы. При этом дру-
гие части системы будут являться источниками теплоты.
          13.3. Цикл Карно. КПД для идеального газа
     Любой тепловой двигатель состоит из трех основных эле-
ментов: рабочего тела, нагревателя и холодильника. Рабочим те-
лом служит обычно какой –либо газ, за счет расширения которо-
го совершается работа.
     Цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабати-
ческих процессов, называется циклом Карно. Определим его
КПД, пользуясь формулой (13.2), считая полезную работу А рав-
ной сумме всех работ, выполненных на различных участках цик-
ла. На участке 1-2 (рис. 13.2) рабочее тело соединено с нагревате-
лем, и происходит изотермическое расширение идеального газа
от объема V1 до объема V2 при температуре T1 нагревателя. По
первому началу термодинамики для изотермического процесса
(12.11) работа A12 = Q1 - количеству теплоты, сообщенного газу
нагревателем. На участке 2-3 рабочее тело отсоединяется от на-
гревателя и совершает адиабатическое расширение от объема V2
до объема V3 . На участке 3 - 4 рабочее тело подключается к холо-
дильнику с температурой T2 < T1 и осуществляется процесс изо-
термического сжатия за счет работы внешних сил A34 , равных