Превращение теплоты в работу в тепловом двигателе

ПРЕВРАЩЕНИЕ ТЕПЛОТЫ В РАБОТУ В ТЕПЛОВОМ ДВИГАТЕЛЕ [c.46]

Второй закон определяет условия, при которых может быть осуществлен непрерывно возобновляемый процесс превращения теплоты в работу в тепловых двигателях и максимально возможную меру этого превращения, [c.12]

Применительно к тепловым явлениям второй закон термодинамики устанавливает весьма важную специфическую особенность превращения теплоты в работу в тепловых двигателях. Чтобы выяснить эту [c.49]

Превращение тепла в работу в тепловом двигателе. Из сказанного выше ясно, что для того чтобы непрерывно производить работу за счет превращения тепла, нужно иметь по меньшей мере два тела с разными температурами, т. е два источника теплоты. Однако наличие разности температур само по себе еще недостаточно для осуществления превращения теплоты в работу например, если два тела с разными температурами просто привести в соприкосновение, то теплота перейдет от горячего тела к холодному без совершения какой-либо полезной внешней работы. Чтобы осуществить тепловой двигатель, непрерывно производящий работу, нужно между телами разной температуры совершить некоторый замкнутый процесс или цикл, для чего потребуется еще одно тело. Это вспомогательное тело, совершающее во время работы теплового двигателя многократно повторяющийся круговой процесс (состоящий в случае двух источников теплоты из чередующихся изотермических и адиабатических процессов), называют рабочим телом сам же круговой процесс при наличии двух источников тепла называют циклом Карно (рис. 1.7). [c.22]

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]

Баланс теплоты и работы в тепловом двигателе. Тепловой двигатель, совершающий обратимый круговой процесс превращения теплоты в работу между двумя источниками теплоты с температурами и Го < Г , называется обратимым тепловым двигателем (или идеальным двигателем) Карно. [c.48]

В соответствии со вторым законом термодинамики для превращения теплоты в работу в любом тепловом двигателе необходимо иметь два тела с различными температурами. Более нагретое тело будет источником теплоты для получения работы, менее нагретое — теплоприемником. При этом к. п. д. теплового двигателя всегда будет меньше единицы. [c.65]

Исторически термодинамика возникла в результате изучения превращения теплоты в работу в паровых машинах и других тепловых двигателях. [c.7]

В этом состоит большое научное значение цикла Карно, позволяющего установить степень совершенства превращения теплоты в работу в существующих тепловых двигателях. [c.69]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью. Некоторая часть теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым при работе теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми, согласно второму началу термодинамики, обязательно сопровождается любой круговой процесс превращения теплоты в работу. Этот относящийся к круговым процессам вывод можно сформулировать следующим образом превращение теплоты в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Указанный вывод относится только к круговым процессам. Среди незамкнутых процессов с одним источником теплоты могут быть такие, в которых сообщенная телу теплота превращается в работу полностью. Примером такого процесса является изотермическое расширение идеального газа с подведением теплоты от источника с данной температурой. [c.59]

Второй закон термодинамики по своему содержанию существенно отличается от первого закона. Он определяет направление, в котором протекают термодинамические процессы, и устанавливает максимально возможные пределы превращения теплоты в работу при круговых процессах. Последнее положение широко используется в практических расчетах при конструировании тепловых двигателей. [c.48]

Выражение периодически действующая машина следует понимать в том смысле, что работающее в ней тело совершает циклы, следовательно, само рабочее тело в результате этого цикла не испытывает никаких изменений и не расходует своей энергии. Если бы была возможность построить такой двигатель, то, приводя его в соприкосновение с водой океана, мы могли бы заставить его работать за счет теплоты океана. Однако опыт показывает, что это неосуществимо. Рабочее тело, которое приводится в соприкосновение с источником тепла (вода океана, земля), может производить работу за счет источника тепла только до тех пор, пока рабочее тело не примет температуру источника. Непрерывное превращение теплоты в работу осуществить невозможно, так как тела приходят в тепловое равновесие. [c.54]

Французский инженер Сади Карно в 1824 г в своей книге Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу доказал невозможность полного превращения теплоты в работу и, следовательно, указал на невозможность создания вечного двигателя. Позже, в 1850 г. физик Р. Клаузиус вывел формулу термического КПД теплового двигателя, ставшего символом зарождающегося индустриального мира, превращавшего теплоту в движение ценой необратимых потерь энергии. [c.5]

Второму закону термодинамики применительно к процессам превращения теплоты в работу теплового двигателя можно дать следующие формулировки [c.80]

Односторонность протекания термодинамических процессов находит отражение в особенностях взаимного превращения теплоты и работы. Если работа полностью может быть превращена в теплоту (например, при торможении вращающегося вала ленточным тормозом вся механическая энергия вращения вала превращается в теплоту), то при обратном превращении в работу возможно превратить лишь часть теплоты, теряя безвозвратно всю другую часть ее. Многие тысячелетия потребовались человечеству с того времени, как были установлены способы превращения механической работы в теплоту для того, чтобы решить обратную задачу — превращение теплоты в работу и создать непрерывно работающий тепловой двигатель. Лишь в ХУП в. появились паровые машины, основным принципом действия которых является превращение теплоты в работу. В настоящее время этот принцип положен в основу устройства всех тепловых двигателей. [c.67]

После создания тепловых двигателей теория теплоты стала развиваться вначале как наука о превращении теплоты в механическую энергию, т. е. в форме термодинамики. Но термодинамика выясняла только теоретические возможности рабочего процесса двигателя, тогда как совершенство реального двигателя зависит от ряда физико-химических процессов, среди которых одним из главных является теплообмен. Таким образом, теория теплообмена стала совершенно необходимой для правильного понимания и совершенствования рабочего процесса тепловых двигателей. Стремление к наиболее эффективному использованию теплоты и желание увеличить надежность работы двигателя привели к появлению в силовых установках ряда дополнительных теплообменных аппаратов (регенеративные подогреватели, экономайзеры, воздушные радиаторы и т. п.). [c.242]

Термодинамика — наука, изучающая самые разнообразные явления природы, сопровождающиеся передачей или превращениями энергии в различных физических, химических, механических и других процессах. Термодинамика как наука сложилась в середине XIX в., когда в связи с широким развитием и использованием тепловых машин возникла острая необходимость в изучении закономерностей превращения теплоты в работу, создании теории тепловых машин, используемой для проектирования двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных установок и т. д. Поэтому основное содержание термодинамики прошлого столетия — изучение свойств газов и паров, исследование циклов тепловых машин с точки зрения повышения их к. п. д. В силу этого основным методом термодинамики XIX в. был метод круговых процессов. С этим этапом развития термодинамики связаны прежде всего имена ее основателей С. Карно, Б. Клапейрона, Р. Майера, Д. Джоуля, В. Томсона (Кельвина), Р. Клаузиуса, Г. И. Гесса и др. [c.4]

В технической термодинамике законы термодинамики применяются к процессам взаимного превращения теплоты и работы. Основная задача технической термодинамики заключается в обосновании теории тепловых двигателей и тепловых машин. [c.7]

Наряду с этим, учитывая факт существования миграционной теплопередачи, можем констатировать, что классическая концепция теплоты не адекватна действительной теплопередаче в процессах превращения тепла в работу и что эта концепция при ортодоксальной ее реализации является своеобразным вето для развития термодинамического анализа реальных тепловых двигателей. [c.33]

Техническая термодинамика рассматривает тепловые процессы, протекающие в тепловых двигателях и установках. Главной задачей технической термодинамики является изучение законов взаимопревращения теплоты и работы, так как современное энергетическое хозяйство главным образом основывается на превращении теплоты в механическую работу, которая переводится в электрическую энергию. [c.3]

Можно говорить, что в рассмотренном цикле произошло превращение теплоты в механическую работу. Такие циклы совершает рабочее тело в тепловых двигателях, а сами циклы называются циклами двигателей, или прямыми циклами. [c.100]

Превращение теплоты в механическую работу в тепловом двигателе происходит в процессе расширения рабочего тела. После совершения процесса расширения запас энергии в рабочем теле [c.34]

Наблюдения над явлениями природы позволили в свое время французскому ученому Сади Карно сформулировать положения, которые затем были развиты и, представленные в виде постулата, получили название второго закона термодинамики. Этот закон в отличие от первого закона вскрывает условия и возможности превращения в тепловом двигателе теплоты в механическую работу, устанавливает направление и границы протекания термодинамических процессов, на которых строит-5 [c.67]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью некоторая доля этой теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым в результате действия теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой—обратимый и необратимый— круговой процесс превращения теплоты в работу. [c.23]

Энтропия. Эта функция возникла в ходе теоретического поиска наиболее благоприятных условий превращения теплоты в работу в тепловых двигателях, т.е. при решении сугубо прикладной задачи (Клазиус, 1822-1888). [c.53]

Второе начало термодинамики. 2.6. Превращение теплоты в работу в теплово.м двигателе. 2.7. Термодинамическая температура. 2.8. Энтропия. 2.9. Абсолютная температура как интегрирующий делитель элементарного количества теплоты. 2.10. Аналитическое выражение второго начала термодинамики. 2.11. Максимальная полезная внешняя работа. 2.12. Третье начало териодина.мики. 2.13. Статистическая природа второго начала термодинамики. [c.6]

Превращение механического движения в теплоту известно человеку с древнейших времен, но обратное превращение теплоты в механическую работу было осуществлено лишь во второй половине XVHI столетия. И хотя первые приборы для превращения теплоты в механическую работу были осуществлены еще до нашей эры, они не оказали какого-либо влияния на создание теплового двигателя. Так, например, Герон Александрийский в первом столетии до нашей эры изобрел шар, вращающийся под действием реактивных сил, созданных водяным паром, который вырывался из шара при нагревании его. [c.52]

Условия, при которых возможно превращение теплоты в работу, открыты и впервые описаны французским инженером и ученым Сади Карно в работ Размышления о движущей силе огия и о машинах, способных развивать эту силу (1824). Суть теории Карно в том, что нельзя всю располагаемую теплоту превратить в работу в тепловом двигателе. [c.10]

Тепловой машиной называется непрерывно действующая система, осуществляющая круговой цикл, обеспечивающий превращение теплоты в работу (машина-двигатель) или передачу теплоты от холодного тела к горячему (холодильная мапшна) при затрате механической работы. [c.44]

Термодинамический метод исследования превращения теплоть в работу при осуществлении различных циклов заключается в том что действительные процессы, протекающие в тепловом двигателе заменяются обратимыми термодинамическими процессами. [c.178]

Предмет технической термодинамики. Степень нагрс тости тела, или более широкое понятие—тепловое состояние тела, в большой мере зависит от величины внутренней или тепловой энергии, которой данное тело обладает. Тепловая энергия складывается из кинетической энергии молекул, атомов и других элементарных частиц, а также из их потенциальной энергии. Так как любой вид энергии может переходить в другой, следуя основному закону сохранения энергии, то, в частности, тепловая энергия может превращаться в механическую энергию, и обратно. Современное энергетическое хозяйство главным образом основывается на превращении теплоты в механическую работу, которая в свою очередь в стационарных установках обычно переводится в электрическую энергию ввиду удобства передачи последней на расстояние. Необходимая для этой трансформации теплота получается сжиганием того или другого топлива в топках паровых котлов или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания, т. е. путем перевода химической энергии топлива в теплоту. [c.7]

Цикл Рейтлингера. Цикл Карно, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов, является наиболее экономически выгодным термодинамическим циклом. При заданных уровнях температур этот цикл имеет наибольший из всех циклов термический КПД. Будучи критерием оценки степени совершенства превращения теплоты в работу для циклов тепловых двигателей, он тем не менее на практике не применяется. Однако существует бесконечное мно жество других, обратимых регенеративных циклов с практической возможностью их реализации в тепловых машинах, в том числе и [c.22]

В тепловых двигателях теплота, отдаваемая более нагретыми телами, превращается в работу не полностью некоторая доля этой теплоты передается рабочим телом менее нагретым телам. Переход теплоты от более нагретых тел к менее нагретым в результате действия теплового двигателя и обусловленные этим переходом изменения состояния участвующих в процессе тел по сравнению с начальным и представляют собой те компенсационные эффекты, которыми согласно второму началу термодинамики обязательно сопровождается любой как обратимый, так и необратимый круговые процессы превращения теплоты в работу. Этот относящийся к круговым процессам результат выражают еще следующим образом превращение теплоты в работу всегда сопровождается компенсирующим переходом некоторого количества теплоты от более нагретого к менее нагретому телу. Подчеркнем, что сказанное относится к круговым процессам среди незамкнутых процессов с одним источником теплоты могут быть такие, в которых сообщенная телу теплота превращается в работу полностью. oшлe [ я в связи с этим на следующее высказывание Зоммерфельда .. . Планк приводит сам собой напрашивающийся пример полного превращения тепла в работу, а именно изотермическое расширение идеального газа с подведением тепла от источника с высокой температурой при полном использовании давления газа для совершения работы. В этом процессе энергия не будет обесцениваться , а наоборот, будет становиться ценнее (тепло полностью превращается в работу) . [c.47]

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]

Одна из основных задач технической терМ0ДИ1на1МИ-ки — изучение законов превращения теплоты в механическую работу. Поскольку процесс превращения тепловой энергии в механическую происходит в тепловых двигателях, термодинамический анализ происходящих процессов позволяет определить экономические показатели работы двигателей 1И обосновать инженерные методы расчета термодинамических циклов тепловых двигателей, увязав их с конструктивными характеристиками последних. [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...