Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram

Топлинни двигатели и чилъри. Карно цикъл на неговата ефективност за идеален газ.




Принципът на работа на топлинния двигател е показан на фиг. 1. От термостат (система, която може да предава топлина с тела без промяна на температурата) с по-висока температура Т1, която се нарича нагревател, количеството топлина Q1 се отнема от цикъла и количество топлина се прехвърля към термостат с по-ниска температура Т2, наречен охладител, топлина Q2, докато върши работа A = Q1 - Q2.

За да бъде топлинната ефективност на топлинния двигател равна на 1, условието Q2 = 0 трябва да бъде изпълнено, т.е. топлинният двигател трябва да има един източник на топлина и това е невъзможно. Френският физик и инженер Н. Л. К. Карно (1796 - 1832) доказа, че за да работи топлинният двигател се нуждае от поне два източника на топлина с различни температури, в противен случай би противоречало на втория закон на термодинамиката.

Процесът, който е обратен на това, което се случва в топлинния двигател, се използва в чилър, чийто принцип на действие е даден на фиг. 2. Системата от термостата с по-ниска температура Т2 на цикъл отнема количеството топлина Q2 и дава на термостата с по-висока температура T1 количеството топлина Q1. За кръгов процес, съгласно първия закон на термодинамиката за кръгов процес, Q = A, но от условие Q = Q2 - Q1 <0, следователно A <0 и Q2 - Q1 = –A, или Q1 = Q2 + A, t. количеството топлина Q1, което се дава от системата на топлинния източник при по-висока температура Т1 е по-голямо от количеството топлина Q2, която се получава от топлинния източник при по-ниска температура Т2, от количеството на извършената работа в системата. Така че, без да вършите работа, не можете да вземете топлината от по-малко нагрятото тяло и да я дадете на по-нагрятото. Това твърдение е точно вторият закон на термодинамиката в формулировката на Клаузиус.

Карно теоретично анализира обратимия най-икономичен цикъл, който се състои от две изотерми и две адиабати. Нарича се цикълът на Карно. Разгледайте директния цикъл на Карно, в който като работна среда се използва идеален газ, който е затворен в съд с подвижно бутало.

Фигура 3

Цикълът на Карно е представен на фиг. 3, където изотермичното разширение и компресия са дадени от криви 1–2 и 3–4, съответно, а адиабатното разширение и компресия са дадени с криви 2–3 и 4–1. U = const в един изотермичен процес, следователно, използвайки термодинамичните формули за изопроцеси, количеството топлина Q1, получено от газа от нагревателя, е равно на работата на разширение A12, направено от газа при прехода от състояние 1 към състояние 2:

(1)

При адиабатно разширение от 2-3, топлообменът с околната среда отсъства и работата на разширение А23 се извършва чрез промяна на вътрешната енергия:


border=0


Количеството топлина Q2, което се дава от газа към хладилника при изотермична компресия, е равно на работата на компресия A34:

(2)

Адиабатна компресия

Работата, извършена в резултат на кръгов процес

и, както може да се покаже, се определя от областта, затъмнена на фиг. 87. Термична ефективност на цикъла Карно

Прилагайки формулата TVγ-1 = const за адиабатния процес 2–3 и 4–1, получаваме

и

откъде

(3)

Като заменим (1) и (2) във формулата за ефективност за топлината на процеса и като вземем предвид (3), получаваме

(4)

това означава, че за цикъла на Карно ефективността се определя само от температурите на нагревателя и охладителя. За да се увеличи ефективността, е необходимо да се увеличи температурната разлика между нагревателя и хладилника.

Теоремата на Карно също се превърна в основа за установяване на термодинамична температурна скала. Сравнявайки лявата и дясната страна на формулата (4), получаваме

(5)

за да се сравнят температурите Т1 и Т2 на две тела, е необходимо да се извърши обратим цикъл на Карно, в който едно тяло се използва като нагревател, а другото като хладилник. От равенството (5) виждаме, че съотношението на телесните температури е равно на съотношението на количеството топлина, дадено в този цикъл, към полученото количество. Съгласно теоремата на Карно, химичният състав на работния флуид не влияе върху резултатите от температурните сравнения, поради което тази термодинамична скала не е свързана със свойствата на дадено термометрично тяло. Отбележете, че по този начин е практически трудно да се сравнят температурите, тъй като реалните термодинамични процеси, както вече споменахме, са необратими.





; Дата на добавяне: 2018-01-08 ; ; Прегледи: 342 ; Публикуваните материали нарушават ли авторските права? | | Защита на личните данни | РАБОТА НА ПОРЪЧКА


Не намерихте това, което търсите? Използвайте търсенето:

Най-добрите думи: Когато вземате лабораторни упражнения, студентът се преструва, че знае всичко; учителят се преструва, че му вярва. 8250 - | 6561 - или прочетете всички ...

2019 @ ailback.ru

Генериране на страницата над: 0.001 сек.