Главная Случайная страница Полезное: Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным? Категории: АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Тояния ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 12Следующая ⇒ Лекция 14. Второй закон термодинамики. Принцип действия тепловых машин. Под термином «тепловая машина» можно понимать любое устройство, пред-назначенное для совершения работы над внешними телами за счет энергии, пос-тупающей в это устройство в виде теплоты. Для простоты представим ее в виде цилиндра, содержащего газ (рабочее тело) и снабженного подвижным поршнем. Машина способна совершать длительную работу без изменения своих свойств. Такую работу она может совершать циклически, т.е. по круговому процессу, повторяя его много раз. Получение положительной работы за один цикл II р   I B D     V   Рис.55. Диаграмма сос- тояния.

основано на том, величина работы зависит от cпособа перевода газа из одного состояния в другое - на диаграмме (см.рис.55) это определяется кривой, которая описывает изменение состояния рабочего тела. Пусть начальному состоянию газа соответствует точка В. Для того, чтобы газ совершил работу, он должен увеличить свой объем. Расширения газа можно достичь нагреванием. Нагревание происходит при тепловом контакте с нагревателем, т.е. тепловым резервуаром, температура которого выше температуры рабочего те-

ла. Процесс нагревания изображается на диаграмме кривой I. Величина работы, которую совершает газ при нагревании, определяется выражением А₁= . На диаграмме это определяется площадью, ограниченную кривой I и ординатами точек В и D (горизонтальная штриховка). По первому закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, расходуется на совершение работы и изменение внутренней энергии газа:

(14-1)

Для возвращения газа в первоначальное состояние его надо сжать до прежнего объема. При этом над ним совершить некоторую работу А₂, величина которой также зависит от того каким образом газ переводится в первоначальное состояние.

Очевидно, что машина способна совершать полезную работу при замкнутом цикле, если А₁ > А₂. Для того, чтобы выполнялось это неравенство, кривая II, определяющая величину работы А₂ (вертикальная штриховка), должна проходить ниже кривой I, т.е. сжатие газа должно проходить при более низких давлениях, чем расширение. Т.к. более низкие давления соответствуют более низким температурам, то газ нужно охладить. Поэтому газ приводят в тепловой контакт с холодильником - тепловым резервуаром, температура которого ниже температуры га-
за. Если холодильник отбирает у газа теплоту Q₂, то по аналогии с процессом I можно записать:

- , (14-2)

где отрицательный знак работы означает, что в этом случае работа совершается внешними силами.

Сложив выражения (14-1) и (14-2), получим:

(14-3)

т.е. полезная работа, произведенная машиной, равна разности теплот: Q₁, полученной от нагревателя, и Q₂, отданной холодильнику.

Отношение полезной работы к теплоте Q₁, полученной машиной от нагревателя, называется коэффициентом полезного действия h (КПД) машины:

. (14-4)

Цикл рис.55 можно осуществить (если процессы I и II - обратимы) и в обратном направлении: газ расширяется по кривой II и сжимается при более высоких давлениях по кривой I. В этом случае расширяясь, газ будет отнимать тепло у теплового резервуара. Наоборот, при сжатии по кривой I газ будет отдавать тепло тепловому резервуару с большей температурой, который будет нагреваться. Чтобы осуществить такой цикл, надо затратить определенную работу. Машина, работающая по такому циклу, называется холодильной машиной.