Молекулярная физика. Термодинамика. Кузнецов С.И. - 66 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

66
A
Q δδ
=
. (5.3.2)
Итак, на участке
АВ – изотермическое расширение при темпера-
туре Т
1
(процесс теплопередачи не происходит, т.к. нет разности темпе-
ратур, не происходит и передача тепла без совершения работы, т.е. про-
цесс обратимый).
Полученное рабочим телом тепло нужно передать холодильнику.
Но если просто привести к соприкосновению с холодильником, то будет
передача тепла без совершения работы. Поэтому нужно сначала рабочее
тело
охладить до Т
2
, (а охлаждать без затрат тепла – это адиабатическое
расширение
– участок ВС), а затем уже присоединять к холодильнику.
Адиабатическим расширением заканчивается первая половина цикла –
совершение полезной работы.
Теперь необходимо вернуть тело в исходное состояние, т.е. сжать
газ до
Р
0
. Контакт с нагревателем опять не следует делать, пока рабочее
тело не примет температуру нагревателя (
Т
1
).
Возвращение в т.
А опять происходит в два этапа: сначала рабочее
тело сжимают не прерывая контакта с холодильником, при этом холо-
дильнику отдается тепло
Q
2
(изотермическое сжатие СD). Затем изо-
лируют тело от холодильника,
адиабатно сжимают его, при этом, тем-
пература его повышается до
Т
1
(DА). Рабочее тело при адиабатическом
сжатии
нагревается за счет внешней работы, совершаемой над ним.
Как видим, на всех стадиях кругового процесса нигде не допуска-
ется соприкосновение тел с разной температурой, т.е. нет необратимых
процессов теплопроводности. Весь цикл проводится обратимо (беско-
нечно медленно).
5.4. Работа и КПД цикла Карно
Найдем полезную работу цикла Карно.
Процесс А-В. Положительная работа, совершенная газом при изо-
термическом расширении
одного моля газа от V
0
до V
1
.
Тепло, полученное от нагревателя
Q
1
, идет на изотермическое рас-
ширение газа. Совершая при этом работу
А
1
:
,ln
µ
1
2
1
11
Q
V
V
RT
m
A == (5.4.1)
где КДж/кмоль 1031,8
3
⋅⋅=R – универсальная газовая постоянная.
Процесс В-С – адиабатическое расширение. При адиабатическом
расширении теплообмен с окружающей средой отсутствует и работа
расширения
А
2
совершается за счет изменения внутренней энергии.
Уравнение адиабаты:

Страницы