Цикл Карно. Теорема Карно

Е начало термодинамики В тепловой машине превращение тепла в работу сопровождается передачей некоторого количества тепла холодильнику. Это тепло уже не может быть превращено в работу. Одна из формулировок 2-го начала термодинамики, учитывая это, гласит: невозможен вечный двигатель второго рода, т.е. такой периодически действующий двигатель, который бы получал тепло от одного резервуара и превращал это тепло полностью в работу. Процесс, обратный рассмотренному в тепловом двигателе, используется в холодильной машине.

Цикл Карно. Теорема Карно.

Из различных круговых процессов в термодинамике особое значение имеет так называемый цикл Карно. Для любого рабочего тела наиболее выгодным для К.П.Д. является цикл Карно. Это процесс, при котором систему можно приводить в тепловой контакт с двумя тепловыми резервуарами, имеющими T=const (нагревателем – с и холодильником – с . Очевидно, что ). Суть цикла Карно заключается в следующем. Вначале система приводится в контакт с нагревателем и он приобретает температуру . Затем медленно уменьшая внешнее давление систему квазистатически заставляют расширяться по изотерме 1-2. При этом она заимствует тепло от нагревателя и производит работу против сил внешнего давления. После этого систему изолируют и заставляют квазистатически расширяться по адиабате 2-3, пока её температура не достигнет температуры холодильника . При этом будет совершена работа за счет изменения внутреннеё энергии рабочего тела. В т.3 систему приводят в контакт с холодильником и непрерывным увеличением давления изотермически сжимают до некоторого состояния 4. При этом над системой производится работа (- ) и она отдаёт холодильнику количество теплоты . Состояние 4 выбирается так, чтобы систему можно было перевести в исходное состояние 1 адиабатически
путём квазистатического сжатия (- ).