Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 47 стр.

        Тепловые двигатели. Работа, совершаемая двигателем. Соверше-
ние механической работы в современных машинах и механизмах в основном
происходит за счет внутренней энергии веществ. Примером такого механизма
может служить тепловой двигатель.
        Тепловой двигатель — устройство, преобразующее внутреннюю
энергию топлива в механическую энергию.
        Невозможно представить себе современную цивилизацию без тепловых
двигателей.
        Механическая работа в двигателе совершается при расширении рабо-
чего вещества, перемещающего поршень в цилиндре. Для цикличной, непре-
рывной работы двигателя необходимо возвращение поршня в первоначальное
положение, т. е. сжатие рабочего вещества. Легко сжимаемым является веще-
ство в газообразном состоянии, поэтому в качестве рабочего вещества в теп-
ловых двигателях используется газ или пар. Работа теплового двигателя состо-
ит из периодически повторяющихся процессов расширения и сжатия газа.
Сжатие газа не может быть самопроизвольным, оно происходит только под дей-
ствием внешней силы, например за счет энергии, запасенной маховиком двигате-
ля при расширении газа.
        Полная механическая работа А складывается из работы расширения газа
Арасш и работы Асж, совершаемой силами давления газа при его сжатии. Так как
при сжатии dV < О, то Асж = -|АСЖ| < 0, поэтому
        A=Aрасш - |Асж|.
        Для получения положительной полной механической работы (А > 0)
необходимо, чтобы работа сжатия газа была меньше работы расширения. С
учетом формулы А=(ррасш - рсж)dV.
        Изменение объема dV газа при расширении и сжатии должно быть
одинаковым из-за цикличности работы двигателя.
        Следовательно, давление газа при сжатии должно быть меньше его
давления при расширении. При одном и том же объеме давление газа тем
меньше, чем ниже его температура, поэтому перед сжатием газ должен быть
охлажден, т. е. приведен в контакт с холодильной машиной — телом, имею-
щим более низкую температуру. Для получения механической работы в теп-
ловом двигателе при циклическом процессе расширение газа должно происхо-
дить при более высокой температуре, чем сжатие.
        Необходимое условие для циклического получения механической рабо-
ты в тепловом двигателе — наличие нагревателя и холодильника.
        КПД замкнутого цикла. Для непрерывного совершения механической
работы термодинамический цикл должен быть замкнутым.
        Замкнутый процесс (цикл) — совокупность термодинамиче-
ских процессов, в результате которых система возвращается в исходное
состояние.
        Замкнутые (круговые) процессы используются при работе всех теп-
ловых машин: двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, хо-
лодильных машин. Для оценки эффективности преобразования внутренней


                                    47