Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 55

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.

Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования — М.: Наука, 1989. — 596 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochdelo1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 196 >> Следующая

3°. Прямым циклом называется круговой процесс, в котором рабочее тело совершает положительную работу за счет сообщенной ему теплоты. В диаграмме р — V прямой цикл изображается замкнутой кривой, которая обходится по часовой стрелке (рис. П.4.3).
4.8. ЦИКЛ КАРНО
147
Обратным циклом называется круговой процесс, в котором рабочее тело совершает отрицательную работу. Это означает, что над рабочим телом совершается работа и от него отводится эквивалентное ей количество теплоты. В диаграмме р — V обратный цикл изображается замкнутой кривой, которая обходится против часовой стрелки.
В тепловом двигателе (11.4.10.1°) рабочее тело (11.4.5.6°) совершает прямой цикл, а в холодильной установке (II.4.11.Г) — обратный цикл.
4.8. Цикл Карно
Рис. ІІ.4.4
Г. Циклом Карно называется прямой обратимый круговой процесс (рис. 11.4.4), состоящий из двух изотерм 1-І' и 2 — 2' и двух адиабат 1 — 2 и /' — 2'. При изотермическом расширении / — /' рабочее тело получает от нагревателя (теплоотдатчика) — источника энергии с постоянной температурой T1 — количество теплоты Q1. При изотермическом сжатии 2' — 2 рабочее тело отдает холодильнику (теплоприемнику), имеющему постоянную температуру T2(T2-C[T1), количество теплоты Q2. При адиабатном расширении и сжатии энергия, извне к рабочему телу не поступает и эти процессы
происходят за счет изменения его внутренней энергии (11.4.5.4°).
2°. Термическим (термодинамическим) коэффициентом полезного действия (к. п. д.) произвольного цикла называется отношение работы А, совершенной рабочим телом в прямом цикле, к количеству теплоты Q1, сообщенному рабочему телу нагревателем:
„ Л _ Q1-Q2 ^~Qi Qi '
3°. Термический к. п. д. обратимого цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и определяется только температурами нагревателя T1 и холодильника T2:
T1-T2 . _г2 . T1 T1'
Лк =
t]k.^!, ибо практически невозможно осуществить условие
148 ОТДЕЛ II. ГЛ. 4. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
T1-XX) и теоретически невозможно осуществить холодильник, у которого T2=O (11.4.9.4°).
4°. Термический к. п. д. г\0^р произвольного обратимого цикла не может превышать термический к. п. д. обратимого цикла Карно, осуществленного между теми же температурами Ti и T2 нагревателя и холодильника:
5°. Термический к. п. д. тіНЄобр произвольного необратимого цикла всегда меньше термического к. п. д. обратимого цикла Карно, проведенного между температурами T1 и T2:
Пункты 3° — 5° составляют содержание теоремы Карно (см. также 11.4.9.2°).
6°. В обратимом цикле Карно отношение температур нагревателя и холодильника равно отношению количеств теплоты, соответственно отданной и полученной ими в цикле:
Это соотношение может быть положено в основу сравнения температур двух тел. Если эти тела выбраны в качестве нагревателя и холодильника в обратимом цикле Карно, то, измерив Q1 и Q2, можно определить отношение T1IT2. Так устанавливается теоретически термодинамическая шкала температур. В соответствии с теоремой Карно (пп. 3°—5°) эта шкала не связана со свойствами термометрического тела (см. также 11.3.1.7°).
Задача 1. Двигатель внутреннего сгорания имеет к. п. д. 28% при температуре горения топлива 927 °С и температуре отходящих газов 447°С. На сколько процентов к. п. д. идеальной машины больше к. п. д. двигателя?
Дано: Ті=927+273=1200 К, Т2=447+273=720 К, ті=28%.
Найти: їік, ц.
Решение: К. п. д. идеальной машины, работающей по циклу Карно, находится по формуле
Т.
T1-T., T1
2
T2 Q2'
I1 IZV
т)к—т] = 40%—28% = 12%.
• 100% = 40%,
4.9. ВТОРОЙ И ТРЕТИЙ ЗАКОНЫ (НАЧАЛА) ТЕРМОДИНАМИКИ" 149
Задача 2. Нагреватель тепловой машины, работающей по идеальному циклу Карно, получает 2•1O3 калорий и 80% от них передает холодильнику. Найти к. п.д. цикла и работу, совершенную машиной.
Дано: Qi=2 ккал, Q2=0,8 Q1.
Найти: т), А.
Решение: К. п. д. цикла равен
Л = Л= Q1-Q11 IQO % = Qi-0.8Qf , 100%,
T) = (I-0,8)100% =20%.
Работа ^=Q1-Q2=Q1T)1 Л=0,2-2-108 кал=4-102 кал, 1 кал=4,18 Дж. Следовательно,
Л =4¦ 10а-4,18 Дж=1,67 кДж.
4.9. Второй и третий законы (начала) термодинамики
Г. Первый закон термодинамики (11.4.5.2°) не позволяет определить, в каком направлении может происходить термодинамический процесс. Например, основываясь на законе сохранения и превращения энергии, нельзя предвидеть, в каком направлении будет происходить теплообмен между двумя телами, нагретыми до различных температур: с точки зрения первого закона термодинамики одинаково возможен как переход энергии в форме теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, так и обратный переход. Первый закон термодинамики допускает создание вечного двигателя второго рода. Так называется двигатель, в котором рабочее тело, совершая круговой процесс, получало бы энергию в форме теплоты от одного внешнего тела и целиком передавало бы ее в форме работы другому внешнему телу. Примером такого двигателя могло бы служить периодически действующее устройство, «выкачивающее» внутреннюю энергию океанов и передающее ее в форме работы другим телам.
2'. Невозможность создания вечного двигателя второго рода является утверждением, вытекающим из обобщения многочисленных опытов. Оно называется вторым законом {началом) термодинамики и имеет несколько эквивалентных друг другу формулировок:
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed