Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 179 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
179
2
12 1 1
1
ln
Vm
A R T Q
M V
= ⋅ ⋅ ⋅ =
(364).
Работа при адиабатном расширении 2-3 (
2 1
0;
Q T T
∂ = <
)
23 2 1
V
m
A C T T
M
= − ⋅ −
(365).
Работа при изотермическом сжатии 3-4 (Т = const;
4 3
V V
<
)
4
34 2 2
3
ln
Vm
A R T Q
M V
= ⋅ ⋅ ⋅ = −
(366).
Работа при адиабатном сжатии 4-1 (
1 2
0;
Q T T
∂ = >
)
43 2 1 23
( )
V
m
A C T T A
M
= − ⋅ − = −
(367).
Работа за цикл определяется площадью, ограниченной изотерма-
ми и адиабатами цикла Карно. Работа за цикл
12 23 34 41 1 23 2 23 1 2
A A A A A Q A Q A Q Q
= + + + = + − − = −
(368).
Цикл Карно замечателен тем, что на всех его участках отсутствует
соприкосновение тел с различными температурами. Любое состояние
рабочего тела (газа) на цикле является квазиравновесным, т. е. беско-
нечно близким к состоянию теплового равновесия с окружающими те-
лами (тепловыми резервуарами или термостатами). Цикл Карно исклю-
чает теплообмен при конечной разности температур рабочего тела и ок-
ружающей среды (термостатов), когда тепло может передаваться без
совершения работы. Поэтому цикл Карно – наиболее эффективный кру-
говой процесс из всех возможных при заданных температурах нагрева-
теля и холодильника
η
Карно
=
η
max
(369).
Любой участок цикла Карно и весь цикл в целом может быть прой-
ден в обоих направлениях. Обход цикла по часовой стрелке соответст-
вует тепловому двигателю, когда полученное рабочим телом тепло час-
тично превращается в полезную работу. Обход против часовой стрелки
соответствует холодильной машине, когда некоторое количество тепло-
ты отбирается от холодного резервуара и передается горячему резер-
вуару за счет совершения внешней работы. Поэтому идеальное устрой-
ство, работающее по циклу Карно, называют обратимой тепловой ма-
шиной.
Термический КПД цикла Карно
1 2 1 2
1 1
Q Q T T
Q T
η
− −
= =
(370),
то есть определяется только температурами нагревателя (
1
T
) и хо-
лодильника (
2
T
).

Страницы