ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рождение второго начала из "Современная термодинамика " Блестящий французский военный инженер Никола Леонард Сади Карно (1796-1832) жил в ту самую эпоху быстрой индустриализации Европы. Всякий знает,— писал он в одном из своих мемуаров, —что тепло может произво-ди ь движение. В том, что оно обладает огромной движущей силой, в наши дни, когда паровой двигатель приобрел столь широкую известность, не усомнится никто [1, р. 3]. Его отец Лазарь Карпо (1753-1823) и во время Французской революции, и после нее занимал ряд ответственных постов он внес заметный вклад в развитие механики и математики. Увлечение отца наукой оказало сильное влияние на сына. И отец, и сын Карно имели инженерно-техническое образование и в традиции французских энциклопедистов питали слабость к научным обобщениям. Именно эта способность Сади Карно к абстрактному анализу позволила ему сформулировать общие принципы работы парового двигателя. [c.79] Необходимое условие максимума (работы) состоит в том, что в телах, используемых для реализации движущей силы, производимой теплом, пе должно происходить никакого изменения температуры, не вызванного изменением объема. Наоборот, всякий раз, когда это условие выполняется, достигается максимум (движущей силы — пер.). Этот принцип не следует упускать из виду при конструировагши теплового двигателя этот принцип — основа основ. Если этот принцип невозможно соблюсти в точности, то по крайней мере отклоняться от него следует как можно меньше. [c.80] Таким образом, для того чтобы совершить максимально возможную работу, все изменения объема, например расширение газа (пара), который толкает поршень, должны происходить при минимальных градиентах температуры изменения температуры должны быть обусловлены почти исключительно увеличением объема, а не потоком теплоты, создаваемым температурным градиентом. Именно такой режим достигается в тех тепловых двигателях, в которых поглощение и выделение теплоты происходят при очень медленных изменениях объема, причем внутренняя температура двигателей остается почти постоянной. [c.81] Следующая идея, которую развивает Карно, — это понятие цикла функционируя, тепловой двигатель проходит цикл состояний, т. е. совершив механическую работу за счет потока теплоты, двигатель возвращается снова в исходное состояние, чтобы снова повторить весь цикл. Современный вариант обратимого цикла Карно мы рассмотрим в этом разделе позднее. [c.81] Это было бы не только вечным движением, но н машиной, способной к неограниченному созданию движуш,ей силы без потребления калорической субстанции или какого-либо другого агента. Такой механизм (машина) полностью противоречит принятым ныне идеям, законам механики и здравой физики. Опо недопустимо. [c.81] Движущая шла теплоты не зависит от агентов, используемых для ее реализации количество этой силы фиксируется только температурами тел, между которыми она реализуется, в конечном счете — передачей калорической субстанции. [c.82] Обратимся теперь к выводу формулы коэффициента полезного действия обратимого теплового двигате,ля. Так как его коэффициент полезного действия максимален, все тепловые обратимые двигатели должны иметь один и тот же коэффициент полезного действия. Следовательно, достаточно вывести коэффициент полезного действия одного конкретного обратимого теплового двигателя. Приведенный ниже вывод показывает также в явном виде, что коэффициент полезного действия двигателя Карно — функция только температуры. [c.83] В этой формуле 0 — температура, определяемая по какому-то свойству (например, по объему при постоянном давлении). Предполагается, что эта температура удовлетворяет уравнению состояния идеального газа. Температура измеряемая любым другим эмпирическим способом, например путем измерения объема ртути, связана с в. Соотношение между 0 и i можно обозначить в 1), т. е. температура измеренная одним способом, равна температуре в = в 1), измере1шой другим способом. Зависимость коэффициента полезного действия от любой другой температуры I может иметь более сложный вид. Но особенно простой вид (3.1.9) имеет зависимость коэффициента полезного действия обратимого теплового двигателя от температуры, удовлетворяющей уравнению состояния идеального газа. [c.86] Вернуться к основной статье