Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 101 стр.

UptoLike

Составители: 

§ 23. Прямой и обратный циклы
99
Следующий, и главный для технической термодинами-
ки, вопрос: от чего и как зависит термический КПД цикла?
Этот теоретический вопрос имеет самое практическое значе-
ние: на основе
η
т
определяется экономичность всего устройст-
ва в целом, а экономичностькатегория уже финансовая. Для
автомобилистов, например, она выражается расходом топлива
на 100 км пути. Разберем этот вопрос чуть позже.
§ 23. Прямой и обратный циклы
Организуя цикл в соответствии с условием (5.1), можно
преобразовать
часть тепла, получаемого от источника, в ме-
ханическую работу. Это происходит в тепловом двигателе.
А что если провести процесс наоборот? Пусть расшире-
ние происходит при меньшем давлении и температуре, чем
сжатие (рис. 5.5,
а). Тогда полученная работа L
12
будет, конеч-
но, меньше затраченной
L
21
, и в целом за цикл затраты превысят
«доходы» —
L
ц
< 0. В таком непосредственном исполнении
пользы от этой машины нет. Но можно посмотреть на нее иначе.
Расширяясь, газ совершает работу, и к нему целесооб-
разно при этом подводить тепло. Расширение идет при низкой
температуре, поэтому тепло к газу можно подводить от
низ-
котемпературного
источника. Достаточно, чтобы в этом про-
цессе (или его части) газ был холоднее, чем источник, и он
вполне сможет это тепло получить (рис. 5.5,
б).
p
p
При сжатии рано или поздно от газа придется отво-
дить тепло, иначе температура будет неуклонно расти, и мы
не вернем газ в исходное состояние. Но сжатие происходит
при высокой температуре, поэтому тепло можно отводить к
высокотемпературному источнику. Достаточно того, чтобы
Рис. 5.5. Об
р
атный цикл: а
с
р
авнение
р
абот; б
у
словия
р
еализации
1
2
v
p
сж
p
р
асш
Т
гор.ист
Т
хол.ист
б
а
1
2
v
Q
1
Q
2
L
1
2
> 0
L
2
1
< 0
§ 23. Прямой и обратный циклы                                                99

      Следующий, и главный для технической термодинами-
ки, вопрос: от чего и как зависит термический КПД цикла?
Этот теоретический вопрос имеет самое практическое значе-
ние: на основе ηт определяется экономичность всего устройст-
ва в целом, а экономичность – категория уже финансовая. Для
автомобилистов, например, она выражается расходом топлива
на 100 км пути. Разберем этот вопрос чуть позже.

§ 23. Прямой и обратный циклы
      Организуя цикл в соответствии с условием (5.1), можно
преобразовать часть тепла, получаемого от источника, в ме-
ханическую работу. Это происходит в тепловом двигателе.
      А что если провести процесс наоборот? Пусть расшире-
ние происходит при меньшем давлении и температуре, чем
сжатие (рис. 5.5, а). Тогда полученная работа L12 будет, конеч-
но, меньше затраченной L21, и в целом за цикл затраты превысят
«доходы» — Lц < 0. В таком непосредственном исполнении
пользы от этой машины нет. Но можно посмотреть на нее иначе.
      Расширяясь, газ совершает работу, и к нему целесооб-
разно при этом подводить тепло. Расширение идет при низкой
температуре, поэтому тепло к газу можно подводить от низ-
котемпературного источника. Достаточно, чтобы в этом про-
цессе (или его части) газ был холоднее, чем источник, и он
вполне сможет это тепло получить (рис. 5.5, б).
p                                           p
          1                   L12 > 0              1
                    Q1
                              L21 < 0      pсж
                                                                  Тгор.ист


                         2               pрасш                      2
     Q2                                                       Тхол.ист
                              v                                              v
               а                                          б
    Рис. 5.5. Обратный цикл: а – сравнение работ; б – условия реализации
      При сжатии рано или поздно от газа придется отво-
дить тепло, иначе температура будет неуклонно расти, и мы
не вернем газ в исходное состояние. Но сжатие происходит
при высокой температуре, поэтому тепло можно отводить к
высокотемпературному источнику. Достаточно того, чтобы