Машина тепловая Карно

Исследование идеального цикла тепловой машины. С. Карно позволило установить условия для получения работы за счет тепловой энергии и тем самым сформулировать второе начало термодинамики. Цикл Карно совершается между двумя изотермами и двумя адиабатами (рис. 8.2), причем предполагается полная обратимость процессов. Подсчитывая изменения параметров состояния, значения работы и теплоты при отдельных процессах, можно показать, что в результате проведенного цикла получили работу, равную площади 1,2,3,4,1, очерченной циклом, в свою очередь равную разности взятой Qi (на участке 1—2) и отданной Q2 (на участке 3—4) теплоты (Qi — Q2). Математически это можно выразить уравнением [c.259]

Наконец, по аналогии с идеальным циклом тепловых машин — циклом Карно выводится идеальный экономический цикл — такое сочетание экономических процессов и параметров, при котором обеспечивается наибольшее фактическое благо, г. е. наибольшая стоимость прибавочного продукта . И так далее. [c.183]

Несмотря на некоторые различия в деталях идеологическая база у авторов всех трех приведенных отрывков одна. Это наивная вера в неприменимость второго закона к электрохимическим процессам. Здесь нет огульного его отрицания — ничего подобного Напротив, для старья — обычных тепловых машин — принцип Карно вполне подходит. А вот для нового — топливных элементов, у которых есть интригующая особенность — возможность получать энергию из среды окольным пу- [c.216]

Второе начало термодинамики представляет собой, в сущности, совокупность ряда положений, относящихся, во-первых, к состояниям равновесия и, во-вторых, к процессам, происходящим в физических системах. Исторически оно возникло из анализа работы тепловых машин (С. Карно, 1827 г.). [c.47]

ОГРАНИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ МАШИН. цикл КАРНО. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ [c.10]

Ограничение эффективности тепловых машин. Цикл Карно 13 [c.13]

Ограничение эффективности тепловых машин. Цикл Карно 31 Подставив выражения (8.41) в равенство (8.40), получим [c.31]

Попробуем ответить на этот вопрос, опираясь на анализ работы тепловых машин, проделанный Карно. Оказывается, что выводы Карно дают основания для введения абсолютной шкалы температуры, совершенно независимой от вида термометрического вещества, применяемого для измерения. [c.54]

Замечательное свойство величины Q/T сохраняется и в другом важном случае. Мы уже знаем, что двигатель, работающий по циклу Карно, является идеальным, т. е., работает без потерь. Это означает, что работа И рез (энергия в механической форме), получаемая от него, максимальна при данном количестве тепловой энергии Ql, полученной рабочим телом от нагревателя, и соответствующих температурах нагревателя Гх и холодильника Гг. Если использовать полученную результирующую работу, то цикл может быть пущен и в обратном направлении. Понятие такой обращенной тепловой машины введено Карно в его знаменитой книге 41 Размышления [c.57]

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]

Машина Карно является прообразом любого теплового двигателя, даже если он не содержит в своем составе цилиндра с поршнем. Потому что все тепловые двигатели, как уже говорилось, совершают работу, используя, как и машина Карно, процесс установления теплового и механического равновесия (между продуктами [c.113]

Открытие же всеобщего закона сохранения и превращения энергии приписывают обычно Р. Майеру или Джоулю. Но никакое крупнейшее открытие не может принадлежать одному человеку. В частности, открытие этого закона было подготовлено трудами Декарта, Гюйгенса, Лейбница, Ломоносова, Сади Карно и многих других ученых. Постановка этой проблемы и, в частности, изучение перехода тепловой энергии в механическую было вызвано в первой половине XIX в. развитием промышленности и применением паровых машин, практически осуществляющих этот переход. [c.400]

Французский инженер Сади Карно (1796—1832) в 1824 г. установил чрезвычайно важную для практики зависимость КПД тепловой машины от температуры Г, нагревателя и температуры Тч холодильника независимо от конструкции и выбора рабочего тела максимальное значение КПД тепловой машины определяется выражением [c.104]

Термодинамика возникла из потребностей теплотехники . Развитие производительных сил стимулировало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. французским физиком, инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения , устанавливающим основные положения материализма. Закон сохранения и превращения энергии имеет как количественную, так и качественную стороны. Количественная сторона закона сохранения и превращения энергии состоит в утверждении, что энергия системы является однозначной функцией ее состояния и при любых процессах в изолированной системе сохраняется, превращаясь лишь в строго определенном количественном соотношении эквивалентности из [c.10]

Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин, чем и определяется его исходная формулировка. Впервые работа тепловых машин была теоретически рассмотрена в 1824 г. Сади Карно, который в своем исследовании Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эти силы , доказал, что к.п.д. тепловых машин, работающих по предложенному им циклу (циклу Карно), не зависит от природы вещества, совершающего этот цикл. Позднее Клаузиус и В. Томсон, по-новому обосновывая эту теорему Карно, почти одновременно положили основание тому, что теперь входит в содержание второго начала. [c.49]

В первом сочинении по термодинамике, опубликованном С. Карно в 1824 г., была поставлена и решена проблема возможного повышения коэффициента полезного действия тепловых двигателей. Относительно к.п.д. тепловых машин Карно установил две теоремы, которые совместно эквивалентны второму началу термодинамики. Докажем эти теоремы, исходя из второго начала. [c.77]

По этой причине порочны все выводы и доказательства, основывающиеся на использовании и анализе цикла Карно с Г2 = 0К. Например, неверным является встречающееся в некоторых общих курсах физики утверждение о том, что для осуществления полного превращения теплоты в работу с помощью периодически действующей тепловой машины надо было бы располагать холодильником, температура которого равна О К, и что, поскольку такого холодильника нет, периодически действующая машина может превращать в работу только часть теплоты. В действительности же даже при наличии холодильника с температурой О К вечный двигатель второго рода невозможен, так как при Г2 = 0К цикл Карно вырождается. [c.79]

Теорема Карно указывает путь повышения КПД тепловых машин. Она сыграла руководящую роль в развитии основ теплотехники. Хотя 1НИ одна применяемая в технике тепловая машина не работает по циклу Карно, значение этого цикла состоит в том, что oiH имеет наибольший КПД по сравнению с циклами, работающими в тех же температурных пределах, и является мерой КПД всех других циклов ( ). [c.69]

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]

Из этого вытекает следующий путь повышения эффективности тепловых двигателей и тепловых машин для увеличения термического к. п. д. теоретического цикла нужно приблизить этот цикл к циклу Карно, т, е. подводить и отводить теплоту изотермически. [c.523]

Предположим вначале, что Т Т. Тогда для обратимого осуществления процессов необходимо, чтобы между температурами Т и Т действовала тепловая машина Карно, обеспечивающая обратимый перенос теплоты от топливного элемента к окружающей среде (когда теплота выделяется в элементе) или от окружающей среды и элементу (в случае поглощения теплоты элементом). [c.600]

При выводе формулы для термического к., п. д. надо учесть работу тепловой машины Карно, переносящей теплоту QT-- > от окружающей среды к элементу или обратно, равную . Поэтому общая работа [c.601]

В 1824 г. была опубликована работа французского инженера Сади Карно, которая затем стала основой теории тепловых машин. В этой работе Карно рассмотрел цикл теплового двигателя, который назван его именем и служит эталоном для оценки совершенства идеальных циклов, так как он имеет макси- [c.47]

Одним дз исследователей, разработавших достаточно полную теорию паровой машины и стоявших у истоков новой науки-термодинамики, был уже упомю1авшийся нами Сади Карно. Он был воспитанником парижской Политехнической школы-в то время нового учебного заведения, стремившегося привить учащимся умение применять в практической деятельности математические и физические методы, добиваясь в то же время гармонии между этими методами и их инженерными приложениями. Тепловая машина дала Карно возможность проверить правильность методических принципов Политехнической школы. [c.175]

При работе двигателя Карно или холодильной машины (теплового наг o a) энтропия, как мы видели (рис. 8.27), протекает через них. Сколько ее входит, столько ее выходит. [c.58]

Расчёт разл. равновесных К. п. явился исторически первым методом термодинамич. исследований. На его основе был проанализирован рабочий цикл идеальной тепловой машины (цикла Карно), получено матем. выражение второго начала термодинамики, построена термодинамическая температурная шкала, получены мн. важные термодинамич. соотношения Клапейрона — Клаузиуса уравнение и др.). В технике К. п. применяются в кач-ве рабочих циклов двигателей внутр. сгорания, разл. теплосиловых и холодильных установок. КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ, чувствительный физ. прибор для измерений малых сил (малых моментов сил), К. в. были изобретены франц. физиком Ш. Кулоном в 1784 и применены им для исследования вз-ствия точечных электрич. зарядов и магн. полюсов (см. Кулона закон). К. в. простейшей конструкции состоят из вертикальной нити, на к-рой подвешен лёгкий уравновешенный рычаг. Измеряемые силы действуют на концы рычага и поворачивают его в горизонтальной плоскости до тех пор, пока не окажутся уравновешенными силами упругости закрученной нити. По углу поворота Ф рычага можно судить о величине крутящего момента действующих сил, т. к. ф пропорц. МуЛ1С1, где I — длина нити, С — модуль сдвига материала нити, I — момент инерции поперечного сечения нити. Шкалу отсчёта К. в. обычно градуируют непосредственно в ед. силы или момента силы. Высокая чувствительность К. в. достигается применением достаточно длинной нити с малым значением момента инерции поперечного сечения. [c.333]

Осуществление цикла Карно в тепловой машине можно представить следующим образом. Газ (рабочее тело) с начальными параметрами, характеризующимися точкой а (рис. 3.4), помещен в цилиндр под поршень, причем боковые стенки цилиндра и поршень абсолютно нетеплопроводпы, так что теплота может передаваться только через основание цилиндра. [c.23]

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]

И в действительности ее существование было обнаружено сначала на чисто макроскопическом пути, при анализе вопроса о том, какую максимальную работу можно получить от тепловых машин. Этот анализ проделал впервые Карно, а завершил через тридцать лет Клаузиус. Клаузиус же придумал и само это название энтропия. Микроскопический смысл энтропии был раскрыт Больцманом, й формула, связывающая ее величину с логарифмом статвеса, высечена на его надгробном камне. [c.53]

Анализ особенностей тепловых процессов, выполненный Р. Клаузиусом, был далеко не очевиден, но логически безупречен. Обратив внимание на то, что формулировка второго закона термодинамики носит качественный характер, он задался целью найти его математическую форму. Он считал необходимым связать второй закон с некоторой характерной физической величиной, аналогично тому, как первый закон оказался связанным с существова1шем энергии, явился законом ее сохранения и превращения. Максимальный КПД идеальной тепловой машины, как впервые показал С. Карно, определяется соотношением [c.81]

Допустим, что существует тело, термодинамическая температура Гз которого отрицательна Г2<0К. Используем это тело в качестве холодильника в тепловой машине Карно. В качестве нагревателя выберем тело, температура которого положительна Г1>0К. Пусть в процессе Карно нагреватель отдал количество теплоты Qi>0. Тогда холодильник получил количество теплоты Qi = T2QilTi. [c.175]

Исторически термодинамика возникла из потребностей теплотехники. Развитие производительных сил стимулиров.ало ее создание. Широкое применение в начале XIX в. паровой машины поставило перед наукой задачу теоретического изучения работы тепловых машин с целью повышения их коэффициента полезного действия. Это исследование было проведено в 1824 г. в первом сочинении по термодинамике французским физиком и инженером Сади Карно, доказавшим теоремы, определяющие наибольший коэффициент полезного действия тепловых машин. Эти теоремы позволили впоследствии сформулировать один из основных законов термодинамики — второе начало. В 40-х годах XIX в. в результате исследований Майера и Джоуля был установлен механический эквивалент теплоты и на этой основе открыт закон сохранения и превращения энергии, называемый в термодинамике ее первым началом. Энгельс назвал его великим основным законом движения . [c.9]

Соотношение (2.43) указывает на возможность определения температуры путем измерения теплот Q и Q по существу это соотношение представляет собой новое определение температуры и температурной шкалы. В самом деле, величина ф (Г) выражает отношение теплот Q]/Q в тепловом двигателе, который работает между температурами Г и Г . Согласно теореме Карно функция ф (Г) не зависит ни от устройства теплового двигателя (или машины), ни от природы рабочего тела кроме того, она монотонно возрастает с температурой Г. Поэтому если между температурой Г и стандартной температурой Г осуществлен двигатель Карно, то отношение измеренных в опыте значений С) и Ос даст нам величину, зависящую только от Г и поэтому являющуюся мерой температуры тела, служащего источником теплоты. В частности, это отно- [c.52]

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]

Зарождение технической термодинамики было связано с изобретением в конце XVIII в. паровой машины и изучением условий превращения теплоты в механическую работу. Основы технической термодинамики были заложены французским физиком и инженером Сади Карно (1796—1832), который первый осуществил термодинамическое исследование тепловых двигателей и указал пути повышения их экономичности. В развитие технической термодинамики огромный вклад внесли крупнейшие ученые Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц, С. Карно, Р. Клаузиус, В. Томсон (Кельвин), Л. Больцман. Их исследования обусловили установление первого и второго начал термодинамики, что создало основу для теоретического изучения и практического применения процессов превращения теплоты в работу. Помимо указзЕгных ученых в развитии термодинамики участвовали Д. И. Менделеев, Г. В. Рихман, Г. Ленц, Ф, Бошнякович, М. П. Вукалович и многие другие. [c.5]

Термический КПД цнкла Карно при изогермич . ских источниках имеет макси.мальное значение в заданном интервале температур по сравнению с другими циклами и, следовательно, является эталоном, с которым сравнивают циклы существующих тепловых машин. Реальный тепловой двигатель тем совершеннее, чем ближе значение его КПД к КПД цикла Карно в том же интервале температур. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...