Карно принцип

Цикл холодильной машины Карно. Принцип работы холодильника [c.33]

Как показано в 3.3, наибольший термический КПД в заданном диапазоне температур имеет цикл Карно. При его осуществлении предполагается использование горячего источника с постоянной температурой, т. е. фактически с бесконечной теплоемкостью. Между тем на практике в работу превращается теплота продуктов сгорания топлива, теплоемкость которых конечна. Отдавая теплоту, они охлаждаются, поэтому осуществить изотермическое расширение рабочего тела при максимальной температуре горения не удается. В этих условиях необходимо установить общие принципы, определяющие наибольшую термодинамическую эффективность теплосилового цикла, в частности, с позиций потери эксергии. [c.56]

В 1860 г. французский механик Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе, но без предварительного сжатия рабочего тела. Двигатель не получил широкого распространения, так как имел низкий к. п. д. — не выше к. п. д. паровых машин. В 1862 г. французский инженер Бо-де-Роша запатентовал двигатель, принципы построения которого совпадали с высказываниями Карно. В 1877 г. немецкий инженер Отто по- [c.259]

Так, вращая газовую турбинку, можно закачать газ в баллон, и это будет уже, собственно говоря, не турбинка, а компрессор. Пропуская через концентрационный элемент ток в обратном направлении, можно увеличить разницу концентраций электролита в двух его половинах. Совершая работу над машиной Карно, можно еще больше нагреть нагреватель и охладить холодильник за счет передачи тепла от второго к первому. Именно на этом принципе основана работа всех холодильных машин. [c.116]

Корни принципа виртуальных Перемещений уходят в глубокую древность. Довольно общую формулировку принципа для сил тяжести дали Торичелли (1644 г.), Иван Бернулли (1717 г.) и др. Доказательство принципа Лагранжем (1796 г.) является лишь видоизменением доказательства, которое предложил в 1783 г. Лазар Карно. Одновременно с Лагранжем строгое доказательство опубликовал Фурье. Но большая заслуга Лагранжа заключается и в том, что он положил этот принцип в основу всей механики, [c.260]

Эта теорема доказана Лазаром Карно в 1803 г. ( Всеобщие принципы равновесия и движения ). [c.389]

Следует отметить, что полученное для частного случая изотермического процесса расширения измерение энтропии AS = Q/T такое же, какое и раньше было получено из анализа цикла Карно. Таким образом, статистическая физика обосновывает существование функции состояния — энтропии, приращение которой при обратимых процессах равно приведенной теплоте, и положения о том, что энтропия замкнутой системы стремится к максимуму. Эта функция состояния позволяет с помощью измерений термических величин выяснить направление процессов и условия равновесия. С принципом возрастания энтропии в замкнутых системах связаны представления [c.78]

По существу этот вывод представлял собой исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории—теории теплоты, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего тела, известное теперь под именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследования Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.153]

Термоэмиссионный преобразователь, выполненный по принципу преобразования теплоты в энергию электрического тока, не отличается от теплового двигателя. Поэтому термический к. и. д. термоэмиссионного преобразователя меньше (и притом существенно) к. п. д. цикла Карно даже при температурах катода порядка 1100—1200° С к. и. д. составляет 4—7%. [c.610]

В силу того, что рабочим телом в цикле Карно является идеальный газ, и для идеального газа был уже показан принцип существования энтропии, цикл Карно может быть представлен в координатах абсолютная температура — энтропия (Рис. 1.10). [c.44]

Рекуррентная формула (3.71) позволяет в принципе указать простую процедуру получения термодинамической шкалы температур для некоторого теплового состояния ( назначается температура Т1 в виде положительного действительного числа, снабженного наименованием единицы измерения к 1 кг рабочего тела обратимого двигателя Карно в изотермическом процессе при температуре 1 подводится некоторое количество теплоты дг, рабочее [c.84]

Впервые идею двигателя внутреннего сгорания высказал С. Карно в 1824 г., Н. Отто в 1877 г. построил газовый двигатель, принцип действия которого сохранен до настоящего времени у газовых, керосиновых и бензиновых двигателей. [c.327]

Он тоже рассматривает работу С. Карно с позиций механической теории тепла, показывая, как и В. Томсон, что основные ее положения остаются верны. Но он предлагает сформулировать их в виде двух начал первое — во всех случаях, когда теплота производит работу, потребляется количество тепла, пропорциональное работе второе — теплота не может переходить сама собой от холодного тела к горячему. Второе начало, по мнению Клаузиуса, согласуется с принципом Карно работа производится только при переходе тепла от горячего тела к холодному. Надо отдать должное такту и научной добросовестности Клаузиуса, стремившегося всеми силами не умалить заслуг Карно, — ведь и в первом постулате он перераспределение тепла (по Карно) исправил на потребление, хотя эти понятия имеют разный смысл. [c.156]

Работы Лапласа, Л. Карно и Пуассона, связанные с принципом наименьшего действия [c.803]

Среди других исследователей, занимавшихся в рассматриваемую эпоху вопросами, связанными с принципом наименьшего действия, необходимо отметить Л. Карно. Под непосредственным влиянием работ Лагранжа Л. Карно применил принцип наименьшего действия к теории удара и установлению общих теорем импульсивного движения. В формулировке Л. Карно, данной в 1803 г., как говорит сам Карно, более не остается ничего неопределенного в принципе Мопертюи, который выражен строго и математически ). Исключив категорически всякий метафизический аспект, Л. Карно указывает вместе с тем, что претензии Мопертюи на универсальность принципа не обоснованы, и в частности отмечает, что и в области законов удара, которые выводил из него Мопертюи, этот принцип не охватывает случая, когда тела имеют различную степень упругости. В отдельных же случаях с помощью этого принципа можно получить интересные результаты. Л. Карно находит таким путем важную теорему, что для всякой материальной системы, подчиненной связям без трения, в которой без наличия прямо приложенных импульсов происходят резкие изменения скоростей, всегда будет иметься общая потеря живой силы, равная живой силе, соответствующей этим изменениям скоростей. [c.804]

Равенство (15.35) связано со вторым законом термодинамики, сущность которого состоит в двух утверждениях. Первое называется теоремой Карно (у каждой термодинамической системы с) ществуют два свойства —ее абсолютная температура Т и ее энтропия S, такие, что в любом бесконечно малом обратимом процессе изменение количества тепла выражается формулой lQ=TdS). Второе утверждение носит название принципа возрастания энтропии, который формируется так в изолированной системе энтропия всех тел, входящих в нее, остается постоянной в течение обратимого процесса, увеличивается при необратимом (реальном) процессе и никогда не может уменьшиться AS 5 0. [c.460]

Вопрос о силах инерции был ясен уже Даламберу и Эйлеру, общее аналитическое решение его было дано Лагранжем. Карно в своей замечательной книге Основные принципы равновесия и движения , явившейся в сущности первым сочинением по динамике машин, следующим образом определяет силы инерции Количество движения, которое каждое из тел передает другому, когда то изменяет движение первого, называется силой инерции этого первого. Подобное происходит и тогда, когда дело идет о системе тел. Тогда будем называть силой инерции каждого из них в каждое мгновение то сопротивление, коим оно противится изменению своего состояния, т. е. реакцию, которую оно производит на систему других тел, побуждающих его перейти от покоя к движению, от движения к покою, или от одного движения к иному движению иными словами, силу, равную и противоположную той, которую следует приложить к этому подвижному телу, чтобы заставить его перейти из того состояния, в котором оно находилось, в то состояние, в котором оно окажется через мгновение [c.30]

Аналитически принцип Карно выражается к. п. д. его цикла [c.454]

Происхождение выражения живая сила" объясняется тем значением, которое этот принцип имеет в машиноведении, основой которого он стал со времени Карно. В этой дисциплине установлено, что половина живой силы, [c.20]

Работа С. Карно в течение более чем ста лет служит основой для оценки принципа действия тепловых двигателей, а приведенная цитата из С. Карно явилась законом для оценки совершенства вида двигателя. Приведем несколько примеров. [c.198]

Следуя С. Карно, можно было бы считать, что теплота— есть тепловая функция (функция Карно), зависящая от энергии движения молекул, энергии взаимного действия молекул, энергии колебательного движения атомов, энергии внутриатомных оптических уровней, внутримолекулярной химической энергии и энергии ядра. Но как бы ни называлась тепловая функция—теплотой или функцией Карно, или энтропией, существо вопроса заключается в том, что для ее обоснования по Клаузиусу и Томсону необходимо будет воспользоваться принципом невозможности самопроизвольного перехода тепла от низшего температурного уровня на более высокий температурный уровень (так называемое второе начало термодинамики), являющимся следствием существования этой тепловой функции. Действительно, если такая функция существует, то после доказательства того, что она возрастает для изолированной системы тел, невозможность перехода тепла с низшего температурного уровня на верхний становится первым следствием. [c.8]

В своих работах Сади Карно дал блестящий анализ вопроса получения работы при помощи тепла. Различие понятий тепловой энергии и теплоты, о котором упоминалось выше, является, пожалуй, самой значительной из идей С. Карно, не получившей своевременного развития. В этом отношении С. Карно подошел значительно ближе к существу тепловых процессов, нежели Р. Клаузиус и В. Томсон, которые 25 лет спустя пришли к обоснованию существования функции энтропии и принципа невозможности ее уменьшения для изолированной системы тел. Открытие этого принципа, в котором отражена сущность второго начала термодинамики, непосредственно связано с теоремой С. Карно. Рассматривая вопрос о соотношении огня и силы , т. е. тепла и работы, С. Карно проводил такую гидравлическую аналогию при переходе тепла с верхнего температурного уровня [c.28]

Опираясь на одни из этих равносильных принципов, можно сделать выводы, которые впервые высказал Р. Клаузиус, рассматривая обратимый цикл Карно . [c.30]

Несимметричность взаимных превращений теплоты и работы. Принцип Карно [c.119]

Из многочисленных следствий работы С. Карно для нашей цели — анализа ррт-2 — наиболее важно положение о том, что для непрерывной работы теплового двигателя необходим источник теплоты с более высокой температурой и теплоприемник с более низкой — так называемый принцип Карно. Математическое выражение принципа Карно, определяющее условия перехода теплоты Q в работу L при заданных температурных условиях, было выведено Р. Клаузиусом в виде предельно простой, широко известной формулы [c.122]

Никакими ухищрениями обойти оба эти следствия из принципа Карно нельзя. [c.123]

Второй вывод из принципа Карно убивает наповал идею о двигателе, работающем за счет теплоты, получаемой из равновесной окружающей среды (ррт-2). [c.123]

Чтобы разобраться во всем этом и показать безнадежность попыток опровергнуть второй закон, нужно рассмотреть некоторые его положения, не ограничиваясь принципом Карно. Особое внимание следует уделить вопросу об энтропии—величине, занимающей центральное место в концепции второго закона. На ее долю выпадает максимальное количество атак, кривотолков и даже нехороших слов. Один из ее противников назвал ее даже ржавым замком , который запирает ворота на пути дальнейшего движения науки. [c.124]

В те времена еще не было определено понятие работы силы. Только в начале XIX в. появилось точное определение понятия работы, столь необходимое для принципа виртуальных перемещений и в теореме живых сил. В отдельных механических исследованиях начали применять произведение силы на путь еще в XVIII в. Карно (отец) уже в 1786 г. дал ему даже специальное название момэнт активности , Гаспар Монж называл его динамический эффект , англичанин Юнг употреблял слово работа еще в 1807 г. Но окончательное введение в науку термина работа , и притом в точном, современном нам смысле, четкое установление понятия работа принадлежит Понселе и Ко-риолису, развившим идеи Лазара Карно, Гаспара Монжа и отчасти Луи Навье относительно механической работы. Это большое принципиальное достижение в науке было принято не сразу и оценено по достоинству лишь значительно позже. [c.260]

Первая догадка о существовании особого принципа, определяющего закономерности превращения теплоты в работу, была высказана Карно в знаменитом сочинении Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эти силы , появившемся через 40 лет после изобретения паровой машины и еще до того, как было открыто первое начало термодинамики. Задача, которую ставил Карно в своем исследовании, состояла в анализе действия паровой машины, чтобы выяснить, как сделать ее лучше и экономичнее.Этот анализ привел Карно к основополагающей гипотезе о том, что в тепловой манлине работа производится не за счет поглощения теплоты, а в результате переноса ее от горячего тела к холодному. Вследствие этого при постоянной температуре машина производить работу не может не имея кроме горячего еще и холодного тела и не произведя при этом никаких изменений в этом теле или в других окружающих телах, нельзя полученную от тела теплоту превратить в работу. [c.153]

После Карно обоснованием второго начала термодинамики занимались Тсмсон и Клаузиус. Томсон сформулировал второе начало термодинамики в виде утверждения о невозможности осуществления теплового двигателя с одним единственным источником теплоты, т. е. такой машины, которая путем охлаждения моря или земли производила бы механическую работу в любом количестве, вплоть до исчерпания теплоты моря и суши и в конце концов всего материального мира. Ему же принадлежит открытие термодинамической шкалы температур. Клаузиус исходил из идей Карно и придал выводам последнего большую общность и строгость с учетом эквивалентности тепла и работы, т. е. окончательно освободил термодинамику от гипотезы о теплороде. Исторической заслугой Клаузиуса является формулировка второго начала термодинамики в виде следующего утверждения теплота сама собой не может переходить от тела холодного телу горячему. Позже он дал более расширенную формулировку второе начало гласит, что все совершающиеся в природе превращения в определенном направлении, которое принято в качестве положительного, могут происходить сами собой, т. е. без ксмпенсации, но в обратном, т. е. отрицательном, направлении они могут происходить только при условии, если одновременно происходят компенсирующие процессы. Далее Клаузиус вывел на основе этого принципа особую функцию состояния — энтропию. С помощью этого нового понятия Клаузиус придал второму началу термодинамики форму закона возрастания энтропии изолированной системы. Этот закон, по мнению Клаузиуса, должен был иметь силу для всей Вселенной, что оказалось неправомерной, а потому и неверной для всей Вселенной экстраполяцией второго начала термодинамики. [c.154]

Выражение производной (ди ди]т через термические параметры р, V, Т имеет важное значение в термодинамике оно устанавливает связь между термическим и калорическим уравнениями состояния. Найдем указанное выражение, анализируя процесс деформации прямоугольной координатной сетки р—о-диаграммы в косоугольную сетку изотерм и адиабат (см. рис. 3.11) в окрестности точки М. Детальный анализ геометрического существа такой деформации с использованием математического аппарата функциональных определителей (якобианов) позволяет ввести 7— -диаграмму без использования цикла Карно или принципа адиабатической недостижимости рассмотрение этого вопроса, однако, выходит за рамки данного учебника. Ниже дан нестрогий вывод выражения для ди1ди)т. [c.92]

Первая догадка о существовании особого принципа, определяющего закономерности лревращения тепла в работу, была высказана С. Карно. (в его знаменитом сочинении Размышления о движущей силе огня и 0 машинах, способных развивать эти силы ) через 40 лет после появления яа ровой МаШ И Ны и еще до того, ка к стало известным первое начало термодинамики. Задача, которую ставил себе Карно в своем исследовании, состояла в анализе действия паровой машины, с тем чтобы выясиить, как сделать, чтобы она стала аилучшей и наиболее экономичной. Этот анализ привел Карно к основополагающей гипотезе о том, что при постоянной температуре нельзя полученное от тела тепло превратить в работу, не произведя лри этом никаких изменений в самом теле или других окружающих его телах. По существу этот вывод представлял собой начальную, исторически первую формулировку второго начала термодинамики. Таким образом, исследование Карно знаменовало собой рождение новой физической теории — теории тепла, или термодинамики. Но работа Карно содержала нечто большее, чем просто описание нового физического принципа. Она включала также конкретные результаты, полученные на основе этого общего принципа, в частности блестящее доказательство независимости к. п. д. обратимой машины от природы рабочего вещества, известное теперь лод именем теоремы Карно. Другим важным выводом из исследований Карно явилось доказательство того факта, что к. п. д. обратимого теплового двигателя является верхним пределом эффективности действия двигателя вообще. [c.95]

Характерной особенностью воздушно-водяных испарительных холодильных машин является возможность регулирования температуры охлажденной воды Изменением не только вакуума, но и начальных параметров и расхода воздуха. Расширяется интервал температур воды при одном и том же вакууме от температуры насыщения пара до температуры воздуха по смоченному термометру, а также интервал давлений —в сторону снижения вакуума при одной и той же температуре охлаждения воды. Ее охлаждение происходит в основном за счет скрытой теплоты парообразования, т. е. слабо зависит от расхода воздуха. Зато от расхода воздуха зависят параметры процесса — температура и давление (вакуум). Изменение вакуума позволяет уменьшить расход воздуха и тем самым увеличить теплосъем с каждого килограмма воздуха (рис. 5-28). А поскольку мощность привода турбокомпрессора ВХМ зависит от расхода рабочего ела и от вакуума, то снижение вакуума аа счет введения в аппарат небольшого количества воздуха при почти постоянном расходе пара позволяет эту мощность уменьшить по сравнению с чисто вакуумным охлаждением, аналогично графику на рис. Б-7 (кривая 6). В ВХМ энергозатраты также меньше, чем в воздушных холодильных машинах, так как расход воздуха в них на порядок меньше в силу испарительного принципа охлаждения. По энергозатратам ВХМ находятся нй уровне фреоновых парокомпрессионных хй-Лодильных машин в которых термический Кпд близок к КПД цикла Карно. [c.169]

Профессор А. Гухман, исследуя проблему обоснования энтропии, приводит доказательство антиклаузиуса , строя его на следующем постулате невозможен сам собой переход тепла от источника с более высокой температурой к телу с более низкой температурой [7]. Дальнейшие рассуждения аналогичны выкладкам Клаузиуса, и в результате получается тот же вывод к.п.д. машин, работающих по циклу Карно, равны. Таким образом, постулируя разные невозможности, получаем один и тот же результат. Следовательно, постулат Клаузиуса не может быть основанием для введения функции энтропии. Строгим основанием рассуждений Клаузиуса явился бы следующий постулат невозможна передача тепла с верхнего уровня на нижний и с нижнего на верхний в условиях обратимого изолированного процесса . Но этот принцип становится ясным только после анализа цикла Карно с привлечением к анализу функции энтропии и не может постулироваться а priori. [c.44]

Таким образом, из принципа Карно следует, что превратить теплоту в работу полностью нельзя. Следовательно, в природе существует асимметрия во взаимной превратимости теплоты и работы работа в теплоту может превратиться полностью, но теплота в работу — только частично. Другая, непревратимая часть теплоты неизбежно отводится из двигателя к теплоприемнику (но при более низкой температуре). [c.123]

Второй вывод из принципа Карно состоит в том, что получение работы из теплоты возможно только в том случае, когда между теплоотдатчиком и теплоприемни-ком есть разность температур (т. е. Ti>T2). Действительно, из формулы (3.1) следует, что чем меньше разность Ту—Га, тем меньшая доля теплоты Q может быть превращена в работу. Если же Т = Т2, т. е. если двигатель вступает в тепловой контакт с телами, имеющими одну и ту же температуру, то никакой работы он произвести не может Ti—T2=0, и, следовательно, L = 0 при любом Q). [c.123]

Таким образом, само по себе наличие энергии еще не говорит о том, что может быть получена работа энергия может быть и неработоспособной. Поэтому определение энергии, которое еще встречается в некоторых книгах и даже учебниках, как величины, характеризующей способности тела (или системы) производить работу , в общем случае неверно. Оно досталось по наследству от XVII—XVIII вв., когда представление об энергии (по тогдашней терминологии — силе ) было связано только с механической работой. Принцип Карно ясно показывает, что такое определение (во всяком случае, примени- [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...