Цикъл на Карно - Студиопедия
Една от формулировките на втория закон на термодинамиката звучи така: необходимо условие за преобразуване на топлината в механична работа е процесът на пренасяне на топлина към хладилникСледователно важен въпрос е да се определи максималната ефективност на топлинните двигатели, работещи с идеални газове.
Изучавайки този проблем, френският инженер Карно през 1824 г. предлага цикъл, който се състои само от обратими процеси, извършвани с идеален газ. В същото време Карно използва такива процеси, които най-добре отговарят на предназначението им в цикъла.
Познаването на този цикъл е важно, тъй като нито един от обратимите цикли не може да има топлинна ефективност, по-висока от топлинната ефективност на цикъла на Карно, проведен при същите температурни разлики.
Подаването и отвеждането на топлина в цикъла на Карно се извършва изотермично, процесите на компресия и разширение протичат адиабатично, т.е. по най-икономичния начин без топлинни загуби.
Двигателят с цикъл на Карно е бутална машина, чийто цилиндър е пълен с идеален газ. Газът периодично влиза в контакт с източник на топлина при температура T1 или с хладилник при температура T2 (фиг. 13).
Нека газът има начална температураТ1и наляганер1(точка1). Когато газът се нагрява от източник на топлина, възниква бавно изотермично разширение (крива1—2) с подаване на топлинаq1. След това източникът на топлина се отстранява и газът се разширява спонтанно без външен топлообмен (крива2—3) до температураТ2(точка3). В процеса на адиабатно разширение работата се извършва чрез намаляване на вътрешната енергия на работния флуид.
По време на процеса на разширяване двигателят произвежда работа.
Ориз. 13.p—vЦикълна диаграма на Карно
В края на разширението цилиндърът влиза в контакт с хладилника и топлинатаq2се отвежда към хладилника (крива3—4), докато работният флуид променя параметрите си, намалявайки обема си и налягането му се увеличава. След това работният флуид се връща в първоначалното си състояние чрез адиабатно свиване (крива4—1).
В резултат на цикъла на Карно работната течност извършва полезна работа, съответстваща на площта, затворена в контура 1—2—3—4.
Тази работа е еквивалентна на разликата между подадената (q1) и отведената (q2) топлина, т.е.
.
Тогава топлинната ефективност на цикъла на Карно, базирана на формули (2) и (3), може да бъде представена като
За изотермични процеси
,
.
. (1.25)
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо