Цикл обратимый Карно (определение)

Для определения действительного холодильного коэффициента логично принять следующую последовательность перехода от обратимого образца (в частном случае от обратимого цикла Карно) к действительному циклу обратимый образец— -цикл с внешней необратимостью, обеспечивающей теплопередачу при конденсации и испарении— эталонный цикл при наличии потери от дросселирования и отнятия тепла перегрева—>-дейст- [c.121]

Рассмотрим некоторое фиксированное количество жидкости или газа, принимающее участие в замкнутом цикле обратимых операций (рис. 8.1). Такой цикл называют циклом Карно и используют для определения термодинамической температурной шкалы Кельвина. Характерная черта цикла Карно, которая делает его удобным для этой цели, заключается в том, что изменения энергии происходят только при двух температурах. По аналогии с соотношением DQ — х йа предположим, что прн обратимом процессе для температуры Кельвина Т справедливо соотношение DQ = квТ йо, где кв — константа, которую предстоит определить, и о — энтропия. Мы определяем общепринятую энтропию 5 как 5 = кво и, следовательно, )Q = Т 5. [c.110]

Соотношение (1.3) справедливо для обратимого цикла Карно и не зависит от совершаемой работы Таким образом, термодинамическая температура обладает тем свойством, что отношения величин Т определяются характеристиками обратимой тепловой машины и не зависят от рабочего вещества. Для окончательного определения величины термодинамической температуры необходимо приписать некоторой произвольной точке определенное численное значение. Это будет сделано ниже. Одним из простейших рабочих веществ может служить идеальный газ, т. е. газ, для которого и произведение РУ, и внутренняя энергия при постоянной температуре не зависят от давления. Следующим шагом будет доказательство того, что температура, удовлетворяющая соотношению (1.3), на самом деле пропорциональна температуре, определяемой законами идеального газа. [c.17]

Однако прежде чем перейти к этому, нужно сделать на основании цикла Карно еще один вывод, который ведет к определению другой очень важной физической величины в термодинамике, тесно связанной с температурой,— энтропии системы. Если рассмотреть обратимый цикл Карно для случая, когда две адиабаты цикла очень близки друг к другу, то количества тепла становятся бесконечно малыми и вместо (1.3) можно записать [c.18]

Выражению (5.62) для термического к. п. д. сложного обратимого цикла можно придать форму, аналогичную форме термического к. п. д. цикла Карно, если воспользоваться средними абсолютными температурами подвода и отвода теплоты (т. е. средними значениями температуры на ветвях ab и da цикла). По определению средних температур [c.189]

Из этого вытекает следующий простой способ графического определения приращения энтропии системы в любом необратимом цикле по известным значениям qi, q . На плоскости T—s проводят изотерму Т= = Т, причем Т = Тг, и откладывают на ней точку D начального состояния рабочего тела и точку С начала процесса отвода тепла в обратимом цикле Карно с тем же qi. Затем на указанной изотерме находят точку Е, определяемую условием 7 2(sjs—Sd) = 72 . Длина отрезка ЕС (или Е С ) составит искомое значение приращения энтропии системы As. [c.343]

Для критического анализа рассуждений Клаузиуса, необходимо напомнить, что обратимый процесс не требует определения своего направления, поскольку он может протекать как в прямом, так и в обратном направлениях. В ходе доказательства Клаузиуса рассматривается обратимый цикл Карно, так как ход доказательства требует условия обращаемости цикла. Цикл Карно состоит из обратимых процессов. Постулат Клаузиуса утверждает невозможность самопроизвольного перехода тепла от холодного тела к более теплому. Но обратный процесс возможен, и этим подчеркивается определенная направленность прямого процесса, т. е. его необратимость. Так, в доказательстве Клаузиуса совмещены два принципиально несовместимых понятия обратимого процесса и его направленности. [c.43]

В обратимом цикле тепло обратимо передано от горячего источника к холодному. Таким образом, обратимый цикл можно рассматривать как способ осуществления обратимого переноса тепла от более нагретого тела (горячий источник тепла) к менее нагретому (холодный источник) и наоборот. Если же цикл необратим, той передача от горячего к холодному источнику осуществляется необратимо. Степень необратимости перехода тепла от горячего к холодному источнику тем больше, чем больше разности температур горячего источника и рабочего тела и рабочего тела и холодного источника. Очевидно, что наибольшая степень необратимости соответствует переходу тепла от горячего к холодному источнику без совершения работы. Рассмотрим в этой связи термический к. п. д. цикла Карно. В соответствии с определением, приведенным ранее, термический к. п. д. любого цикла определяется соотношением [c.57]

Из уравнения (3-64) следует, что, пользуясь величиной термического к. п. д. обратимого двигателя, работающего по циклу Карно , можно ввести произвольное число термодинамических температурных шкал в соответствии с выбором функции F (Ф) и некоторой определенной температуры о, приписываемой выбранному тепловому состоянию. [c.68]

Очевидно, что фигурирующая в уравнении (3-64) величина Q/Qo связана с термическим к. п. д. обратимого цикла Карно, осуществляемого между температурами и следующим образом по определению [c.68]

В парогазовых установках теплота подводится к рабочему телу (газу) при высокой температуре продуктов сгорания органического топлива, а отвод теплоты происходит в области низких температур конденсации водяного пара. В идеальном обратимом цикле Карно парогазовой установки изобарный процесс отвода теплоты в газовой части максимально приближен к изобарному процессу подвода теплоты к паровой части ПГУ. Определенный подбор количества рабочих тел и применение сверх-критического давления пара позволяют получить идеальный цикл газового и парового рабочих тел, соответствующий обратимому циклу Карно (рис. В.1). [c.11]

Второе начало термодинамики позволяет также дать определение абсолютного нуля температуры. Температурой Т О обладает холодильник обратимого цикла Карно с КПД ц=1. Действительно, в формуле (10.10) Г] == 1, если = 0. Абсолютная температура определена таким образом, что ее значения всегда положительны. С практической стороны шкала фиксирована тем, что температуре тройной точки чистой воды приписывается значение 273,16 К. [c.78]

В связи с обратимостью цикла Карно можно провести его в направлении, противоположном указанному на рис. 81, а. В этом случае (рис. 82, б) от тела, имеющего температуру Т , отнимается количество теплоты q , и отдается другому телу, имеющему температуру Ту T a. Так как теплота от тела с меньшей температурой самопроизвольно не передается телу с более высокой температурой, то для протекания этого процесса необходимо затратить определенную работу. Причем, если от холодного тела отнимается количество теплоты q , то более горячему телу передается количество теплоты qi q [c.117]

Величины г, и, v" и р = f (Т) связаны между собой определенной зависимостью, которая может быть использована или для определения какой-либо из этих величин по известным остальным, или для увязки их между собой. Указанная зависимость может быть получена следующим образом. Пусть имеется кипящая жидкость в состоянии, изображаемом точкой I (рис. 1.23), которая при постоянном давлении (а следовательно, при постоянной температуре) превращается в сухой насыщенный пар — линия 1—2. Пар из состояния в точке 2 расширяется адиабатно так, что параметры его изменяются на бесконечно малые величины dp, dT и т. д. — линия 2—3. После этого пар сначала увлажняется при постоянных давлении и температуре — линия 3—4, а затем сжимается адиабатно до начального состояния — линия 4—1. В предположении обратимости процессов получается элементарный цикл Карно насыщенного пара. [c.70]

Общий цикл Карно. Хотя можно предложить ряд обобщений несколько узкого определения цикла Карно, приведенного в 2, мы будем под обобщенным циклом Карно подразумевать цикл, совершаемый тепловой машиной, которая поглощает тепло и 2 от двух тепловых резервуаров ш ж совершает работу + 2 над окружающей средой (фиг. 20). Следовательно, цикл Карно состоит из двух изотермических процессов и двух адиабатических процессов. Если все эти процессы обратимые, мы имеем обратимый цикл Карно. [c.75]

Определение абсолютной температуры было дано Кельвином более ста лет назад [1, 2]. Основой для ее определения может служить обратимый цикл Карно. Предположим, что количество тепла, которое поглощается изотермически при более высокой температуре Гь равно ДРь а количество тепла, выделяющееся изотермически при более низкой температуре Гг, равно ДРг. Если обозначить через Д5 разность энтропий на двух адиабатах, то мы получим соотношения [c.262]

Однако создать замкнутый цикл из одних изотерм нельзя. Действительно, пересечение двух изотерм означало бы, что рабочее тело при определенном состоянии, соответствующем точке пересечения изотерм, может иметь разные температуры, что невозможно. Поскольку подвод и отвод теплоты в цикле Карно возможен лишь по изотермам, то переход с одной изотермы на другую в цикле должен происходить без теплообмена с внешней средой. Поэтому, кроме изотерм, в цикл Карно входят две обратимые адиабаты. Одна из указанных адиабат (2-3) должна быть процессом расширения, а вторая (4-1) — процессом сжатия (рис. 16). [c.40]

В результате для всех машин с обратимым циклом Карно кпд т] максимален и равен Если цикл необратим, то кпд оказывается меньше этой величины. Пропорция Карно положена в основу определения абс. температурной шкалы (см. Температурные шкалы). Следствием 2-го начала Т. (пропорции Карно) явл. суш ествование энтропии 8 как ф-ции состояния. Если ввести величину 8, изменение к-рой при изотермич. обратимом сообщении системе кол-ва теплоты есть А8— AQ/T, то полное приращение 5 в цикле Карно будет равно нулю на адиабатич. участках цикла Дб О (т. к. Д< =0), а изменения на изотермич. участках компенсируют друг друга. Полное приращение энтропии оказывается равным пулю и при осуществлении произвольного обратимого цикла, что доказывается разбиением цикла на последовательность бесконечно тонких циклов Карно (с малыми изотермич. участками). Отсюда следует (как и в случае внутр. энергии), что энтропия 8 явл. ф-цией состояния системы, т. е. изменение 5 не зависит от пути перехода. Используя понятие энтропии, Клаузиус (1876) дал наиболее общую формулировку 2-го начала Т. существует ф-ция состояния системы — её энтропия 5, приращение к-рой (18 при обратимом сообщении системе теплоты равно [c.752]

Определение температуры как физической величины, являющейся одной из фундаментальных в термодинамике, непосредственно связано с упомянутыми выше основными законами термодинамики. Обычно, исходя из первого закона тер-]лодинамики и используя формулировку Кельвина для второго закона, доказывают, что для обратимой тепловой машины, работающей по циклу Карно между температурами 01 и 02, отношение количества тепла Оь поглощенного при более высокой температуре 0ь к количеству тепла Оъ отданного при более низкой температуре 02, просто пропорционально отношению двух одинаковых функций от каждой из этих двух температур [c.17]

Общпе сведения о термометрии. Фундаментальное определение температуры предложено Кельвином уже больше ста лет тому назад [37, 38]. В его основу может быть положен обратимый цикл Карно. Предполоя 1м, что количество тепла, изотермически пoглoи aeмoгo при более высокой температуре (7 ), равно а количество тепла, изотер- [c.438]

Допустим теперь, что цикл аЬсёа необратимый, но такой, что в любой точке цикла температура Т тела, совершающего цикл, имеет определенную величину. Путем проведения обратимых адиабат разобьем этот цикл на элементарные циклы. Так как любая из проведенных адиабат относится к двум соседним элементарным циклам, то она проходится дважды и притом в прямо противоположных направлениях, вследствие чего суммарная работа на каждом из этих адиабатических участков равняется нулю. Поэтому совокупность бесконечно большого числа элементарных циклов будет эквивалентна исходному циклу. Каждый из элементарных циклов представляет собой необратимый цикл Карно. По условию (2.47) для необратимого цикла Карно имеем [c.56]

Определение температуры путем осуществления прямого обратимого цикла Карно с измерением подводимой и отводимой теплоты оказалось бы сложным и затруднительным. Поэтому для практических целей на основе термодинамической шкалы установлена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). [c.172]

Термический КПД выражается через Je, Js- и Т одинаковым образом как для теплового двигателя, так и для прямого преобразователя нециклического действия, что не преуменьшает принципиального отличия теплового двигателя от преобразователя нециклического действия энергии. В тепловом двигателе вследствие замкнутости рабочего процесса теплоприемнику обязательно передается определенное количество теплоты, т. е. /5- всегда больше нуля. В преобразователе энергии с незамкнутым рабочим процессом передача теплоты окружающей среде не является обязательной и может быть =0. Другими словам[1, если в тепловом двигателе суш,ествуют ограничения величины КПД, определяемые различием температур теплоотдатчика и теплоприемника, так что КПД теплового двигателя никогда не может Taib больше КПД цикла Карно, отвечающего наивысшей температуре теплоотдатчика и наименьшей температуре теплоприемника, то в электроэнергетическом преобразователе энергии с незамкнутым рабочим процессом подобных температурных ограничений нет, и КПД такого обратимого преобразователя может достигать значения, равного единице. [c.147]

Допустим теперь, что цикл ab da необратимый, но такой, что в любой точке цикла температура Т тела, совершающего цикл, имеет определенную величину. Тогда, разбив этот цикл с помощью обратимых адиабат на элементарные циклы и имея в виду, что каждый из этих циклов не отличается от необратимого цикла Карно, по условию (3-9), получим [c.70]

Было показано в 6-2, что адиа-батический процесс 1—2 цикла Карно можно провести в обратном направлении и система может быть, возвращена в свое начальное состояние 1, если подвести к ней точно такое же количество работы, которое было получено от нее в прямом процессе 1—2. Если бы работа процесса 1—2 была использована для ускорения бесфрикционного маховика, тогда в обратном процессе 2—Г система была бы возвращена к первоначальному состоянию, а маховик— к его первоначальной скорости. Таким образом, все последствия основного процесса были бы ликвидированы. Поэтому в соответствии с определением, данным выше, процессы 1—2 и 2—1 являются обратимыми процессами. [c.41]

ЦЕНТР тяжести—точка, неизменно связанная с твердым телом и являющаяся центром параллельных сил тяжести, действующих на все частицы этого тела ЦИКЛ [в технике— совокупность процессов в системе периодически повторяющихся явлений, при которых объект, подвергающийся изменению в определенной посяедовтельности, вновь приходит в исходное состояние термодинамический (Карно состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов, чередующихся между собой обратимый состоит из обратимых процессов обратный совершается за счет вьшолнения работы, которая осуществляет процесс передачи теплоты от менее нагретого тела к более нагретому прямой вьшолняет полезную работу за счет части теплоты, сообщаемой рабочему телу Карно, КПД—отношение разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к температуре холодильника при вьшолнении прямого цикла Карно)] ЦУГ волн—прерьшистое излучение света атомом в виде отдельных кратковременных импульсов [c.295]

Однако часто приходится сопоставлять и любой цикД второй группы с вполне обратимым циклом Карно. Этот последний должен быть выбран не произвольно, а вполне определенным образом. [c.48]

В том же случае, когда цикл аЬсйа является вполне обратимым, он сам должен рассматриваться как термодинамический образец, так как для него будет выполнено условие равенства нулю суммарного изменения энтропии системы. Однако и в том случае, когда цикл аЬс(1а протекает вполне обратимо, сопоставление с соответственным циклом Карно имеет вполне определенный смысл. Правда, смысл этого сопоставления несколько иной, чем в первом случае, когда цикл аЬсйа является внешне необратимым. [c.49]

В гипотетической ЦТЭУ, работающей в режиме цикла Карно, все процессы внутренне обратимы, причем рабочая жидкость получает тепло (например, в количестве Qi) лишь при одной постоянной температуре (например, Ti) и отдает его (в количестве Q2) лишь при другой, более низкой постоянной температуре (Гг). Таким образом, как следует из разд. 11.2 и определения термодинамической температуры (разд. 11.3), для цикла Карно имеем [c.157]

Диаграмма Т—5. Диаграмма Т—5, предложенная Бельпе-ром и Гиббсом, впервые в русских учебниках по термодинамике была приведена в учебниках Радцига (1900), Мерцалова (1901), а затем и других учебниках по термодинамике. В большинстве случаев эта диаграмма вначале применялась для изображения рассматриваемых процессов и циклов, а затем, когда были построены масштабные диаграммы Т—х для водяного пара и других веществ, она стала применяться и для числовых расчетов, в основном относящихся к определению параметров тела. Но надо заметить, что диаграмма Т—5, даже в начальной стадии своего применения, использовалась для обоснования многих положений термодинамики. Так, например, в учебниках Радцига, Мерцалова и Саткевича посредством этой диаграммы выводится формула термического к. п. д. цикла Карно и показывается, что этот коэффициент будет больше термического к. п. д. любого обратимого цикла, взятого при тех же максимальной и минимальной температурах. Применяется диаграмма Т—5 в этих учебниках и при сравнении различных циклов. Впервые в учебнике Брандта (1918) была приведена масштаб-пая диаграмма Т—х (Стодола), построенная при условии, что теплоемкость газа есть величина переменная, зависящая от температуры. [c.90]

Часто, однако, приходится сопоставлять и любой цикл второй группы с вполне обратимым циклом Карио. Этот последний должен быть выбран не произвольно, а вполне определенным образом. Например, требуется сравнить прямой цикл u-b- d-a (рис. 4-4) с циклом Карно. Возникает вопрос, какой именно интервал тем-6 83 [c.83]

Для определения Exq рассмотрим термодинамическую систему, в которой реализуется прямой обратимый цикл Карно (рис. 8.30), позволяющий обеспечить при заданной температуре источника тепловой энергии Гист максимальный термический КГЩ. Из выражения (8.50) видно, что для достижения максимального КПД цикла Карно температура холодильника должна быть минимально возможной Г ш- В естественных условиях саг мой минимальной температурой обладает окружающая среда, поэтому ее можно использовать в качестве естественного холодильника. В этом случае можно записать, что Г ь = Г . [c.68]

Однако оказывается, что полное превращение в работу было бы возможно, если бы удалось довести температуру охладителя до абсолютного нуля (Т =0). Именно в этом случае КПД обратимого процесса был бы равен 1 в соответствии с уравнением (4). Правда, для практики это не имеет никакого значения, так как температура охладителей в тепловых двигателях всегда выше температуры окружающей среды, которая, естественно, всегда намного выше абсолютного нуля. Это обстоятельство может быть использовано для термодинамического определения понятия абсолютного нуля. Абсолютный нуль - такая темпертура охладителя, которая в обратимом цикле Карно обеспечивает КПД Г1=1. [c.73]

Обратимый двигатель Карно состоит из идеального газа, находящегося между горячим резервуаром при температуре 61 и холодным резервуаром при температуре 62 До тех пор пока не установлена тождественность, будем обозначать символом в температуру, входяшую в уравнение состояния идеального газа, а через Г — абсо.лютную температуру (которая, как мы покажем п следз ющем разделе, определяется коэффициентом полезного действия обратимого цикла). Уравнение состояния идeaJПJH0Г0 газа можно представить в виде рУ = NRв, где б — температура, измеряемая по изменению какой-нибудь величины, например объема или давления. (Подчеркнем, что измерение температуры но изменению объема носит чисто эмпирический характер каждая единица температуры просто коррелирует с определенным изменением объема.) Цикл состоит из следующих четырех тактов (рис. 3.2). [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...