Круговой процесс и цикл Карно

Рис. 2.27. Круговой процесс и цикл Карно

КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС И ЦИКЛ КАРНО [c.54]

Как уже отмечалось, холодильные установки и тепловые насосы работают по обратным (против хода часовой стрелки) круговым процессам или циклам. В заданном интервале температур теоретически наиболее выгодным циклом холодильной установки является обратный цикл Карно. Однако из-за конструктивных трудностей И больших потерь на трение обратный цикл Карно неосуществим. Он служит некоторым эталоном, с которым сравнивают эффективность действительных циклов холодильных установок. [c.132]

Указанные положения, частично отмеченные уже ранее при рассмотрении обш,их свойств круговых процессов и при исследовании цикла Карно, выражают сущность второго закона термодинамики. [c.90]

Холодильная установка является обращенной теплосиловой установкой. Если в теплосиловой установке рабочее тело совершает работу, то в холодильной установке для получения холода работа затрачивается и при этом отбирается теплота от холодного тела и передается горячему. Такой перенос теплоты осуществляется с помощью рабочего тела, которое в холодильной установке совершает обратный круговой процесс. Идеальным циклом холодильных установок является обратный цикл Карно. [c.267]

Дайте математическое определение кругового процесса и раскройте термодинамическое содержание термина превращения тепла в работу приведите вывод к. п. д. цикла Карно. [c.107]

По мере увеличения числа адиабат и изотерм, делящих круговой процесс на отдельные циклы Карно, зигзагообразный контур составленного таким образом комбинированного процесса будет по своему очертанию все более приближаться к рассматриваемому круговому процессу. Очевидно, в пределе при бесконечно большом числе отдельных адиабат, т. е. при п = оо, зигзагообразный контур, изображающий искусственно составленный комбинированный круговой процесс, сольется с контуром кругового процесса и в этом случае выражение (е) примет вид [c.77]

Так как, по предположению, Гг/Г1<0, то бг<0. Это значит, что в действительности теплоприемник не получил, а отдал теплоту — 02 = 1б2 - В результате цикла произведена положительная работа 62 = 61+ Qi - Будем рассматривать теплоот-датчик и теплоприемник как один тепловой резервуар. Единственный результат кругового процесса Карно состоит в том, что такой тепловой резервуар отдал теплоту Q + Qi I, за счет которой произведена эквивалентная работа W=Qi- - Q2 - Но это противоречит второму началу термодинамики, поэтому предположение К — неправильное термодинамическая температура не может быть отрицательной. [c.175]

Цикл Карно представлен на рис. 6.2 в виде кругового процесса 1-2-3-4-1. Этот цикл состоит из адиабат 2-3 и 4-1 и изотерм 1-2 м 3-4. Прямой цикл совершается по 1-2-3-4-1, и физическая картина явлений может быть представлена следующим образом. В точке 1 находится рабочее тело (газ) с давлением р , объемом V"i и температурой равной температуре нагревателя, заключающего в себе большой запас энергии. Поршень двигателя под влиянием высокого давления начинает двигаться вправо, при этом внутреннее пространство цилиндра сообщено с нагревателем, поддерживающим в расширяющемся газе постоянную температуру Tj посредством передачи ему соответствующего количества энергии в виде теплоты. Таким образом, расширение газа идет изотермически по кривой [c.66]

Рабочее тело за один период двигателя проходит замкнутый круговой процесс (цикл), состоящий из изотермического расширения на участке I—2 (рис. 2.11), адиабатического расширения на участке 2—3, изотермического сжатия на участке 3—4 и адиабатического сжатия на участке 4—/ этот цикл называется циклом Карно. На участке 1—2 рабочее тело находится в тепловом контакте с источником теплоты высшей температуры Г . Следовательно, участок /—2 цикла представляет собой отрезок обрати.мой изотермы с температурой Тр, при этом рабочее тело получает от источника теплоту На участке 3—4 рабочее тело приводится в контакт с источником [c.48]

Из соотношений (а) и (б) следует условие замыкания цикла Карно — абсолютная величина изменения энтропии в процессе подвода теплоты 83—81 должна быть численно равна абсолютной величине изменения энтропии в процессе отвода теплоты 8 —83, так как в круговом процессе изменение энтропии как функции состояния должно быть равно нулю [c.45]

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]

Прямой цикл Карно. Согласно второму закону термодинамики для осуществления термодинамического цикла нужно иметь как минимум два источника теплоты горячий (теплоотдатчик) с постоянной температурой Tj и холодный (теплоприемник) с постоянной температурой Та <С Tj. При этом и соблюдении еще условий обратимости подвод и отвод теплоты в цикле могут осуществляться только по изотермам Tj и Та. Однако две изотермы не могут образовать круговой процесс. Поскольку других внешних источников теплоты нет, обратимый переход между Ti и Та возможен лишь по адиабатам 2-3 и 4-1 (рис. 6.3, а). [c.105]

Пусть круговой обратимый процесс изображается замкнутой кривой С на рис. 8-5. Обратимыми адиабатическими линиями 1-1, 2-2 и т. д. разделим площадь внутри кривой С на большое число полосок. В месте пересечения обратимых адиабат с кривой С проводим изотермические линии вправо до пересечения с соседней адиабатой. В таком случае каждая пара обратимых адиабат вместе с соединяющими изотермами составляет цикл Карно. [c.50]

Круговые процессы могут осуществляться самыми разнообразными способами, но, как известно, не все из возможных способов одинаково выгодны с точки зрения величины получаемой при этом положительной работы. Цикл теплового двигателя, дающий наивысший к. п. д., предложен Карно (фиг. 2) и носит его имя. [c.12]

К. т. можно доказать, рассматривая две тепловые машины с общими нагревателем и холодильником, в к-рых цикл Карно осуществляется с разл. рабочими веществами. Если кпд машин различаются, то результат кругового процесса, в к-ром одна машина работает по прямому, а другая — по обратному циклу Карно, противоречит второму началу термодинамики. [c.243]

Необходимо подчеркнуть, что термический к. п. д. цикла Карно и выражение (132) было получено при рассмотрении обратимых круговых процессов. Действительные же процессы изменения со- [c.67]

Вопрос о принципах построения абсолютной шкалы температур тесно связан с анализом основных принципов преобразования теплоты в работу. Действительно, как мы сейчас увидим, коэффициент полезного действия (к. п. д.) наивыгоднейшего с термодинамической точки зрения кругового процесса (цикла) теплового двигателя прямо определяется через абсолютные температуры взаимодействующих с двигателем тел. Это дает возможность свести вопрос о построении абсолютной шкалы температур к определению к. п. д. такого кругового процесса. Впервые этот круговой процесс был предложен (и обоснован как наивыгоднейший) Карно. Поэтому он получил название цикла Карно. Таким образом, изучение абсолютной шкалы температур надо начать с рассмотрения цикла Карно. [c.117]

Клаузиус показал, что равенство (III, 66 ) имеет место в условиях любого обратимого цикла. Действительно, пусть рабочее тело совершает некоторый обратимый (квазистатический) круговой процесс А—В — С — D — А (рис. 30). Тогда, разбив этот круговой процесс (цикл) адиабатами на ряд (п) полосок и заменив изотермами линии, ограничивающие сверху и снизу каждую выделенную полоску, мы получим п ци клов Карно. Для выделен- [c.132]

Термический к.п.д. обратимого кругового процесса Карно не зависит от природы рабочего агента. При данных 7i и T a коэффициент Tii одинаков для всех реальных газов и паров всех жидкостей и, как ранее было отмечено, значение tii при этих условиях выше значений К.П.Д. любого другого цикла отсюда следует, что цикл Карно есть идеальный теоретический цикл всякого теплового двигателя. [c.125]

Если в системе координат х—Т изобразить круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных обратимых процессов, то получим обратимый цикл Карно, который можно считать частным случаем общего цикла, состоящего из политропных обратимых процессов (см. фиг. 7. 17). Цикл Карно изобразится в этом случае прямоугольником 1—2—3—4—1 (фиг. 7. 18), площадь которого дает величину работы в килокалориях за один цикл, совершаемый телом. Стрелки на фиг. 7. 18 показывают, что мы имеем цикл тепло вого двигателя, т. е. положительную работу, равную А1=дх— 2. При изотермическом расширении 1—2 тело получает теплоту от источника тепла, при адиабатном расширении 2—3 тело не получает и не отдает тепла, при изотермическом сжатии 3—4 [c.145]

В своей работе Карно не ограничивается приведенными выше положениями он высказывает еще ряд ценных понятий, некоторые из которых продолжают оставаться основными в современной термодинамике. К ним принадлежат понятия кругового процесса, обратимого процесса, идеального цикла тепловых машин, что и заложило основы их теории. Интересными являются также высказывания Карно о возможных путях развития тепловых двигателей. Правильность этих высказываний подтвердилась историей развития этих двигателей. Сочинение Карно не утратило своего значения и в настояшее время продолжает оставаться одним из интереснейших в област.ч термодинамики. [c.23]

Цикл Карно (1824 г.) есть обратимый круговой процесс тепловых машин, осуществляемый между двумя источниками постоянных температур внешней системы — нагревателем (ri) и холодильником (Гг). [c.52]

Наиболее непосредственный и наглядный путь обоснования принципа возрастания энтропии — исследование круговых процессов тепловых машин на основе постулата второго начала термодинамики в этом случае направление необратимых изменений состояния любых тел и систем тел может быть установлено в результате анализа изменений состояния какой-либо равновесной системы как рабочего тела в элементарном круговом процессе, например в элементарном цикле Карно. [c.69]

Процесс трения, как и всякий процесс в природе, может быть рассмотрен в зависимости от эффективности его протекания аналогично циклу Карно и другим, с той лишь разницей, что, например, в цикле Карно установлен идеальный круговой процесс, при котором (при заданных условиях) происходит максимальное превращение тепловой энергии в механическую, а в рассматриваемом случае происходит превращение механической энергии в другие ее виды. [c.110]

Круговой процесс (цикл) Карно (фиг. 3). Процесс протекает по двум изотермам 7" и T o и двум адиабатам. [c.588]

Вначале рассмотрим круговые процессы, удовлетворяющие только условиям внутренней обратимости. Весьма плодотворным и наглядным методом для нх сопоставления служит замена этих процессов циклами Карно, приводящими к тому же эффекту и обладающими тем же эксергетическим КПД. Такой цикл Карно мы будем называть эквивалентным циклом. [c.83]

Назовем цикл Карно, выбираемый при сопоставлении с другим циклом, соответственным циклом. Рассматривая принципиальную схему теплового двигателя (изображенную на рис. 1-1), нетрудно установить, что в соответственном круговом процессе температуры источников и приемников должны быть выбраны такими (рис. 4-4) [c.84]

Назвать любой термодинамический цикл при тех же пределах температур идеальным нельзя еще и потому, что его к. п. д. всегда будет меньше, чем к. п. д. цикла Карно он может быть очень малой величиной и даже обращаться в нуль. Поэтому и нужно особо выделить цикл Карно как цикл, являющийся количественным выражением второго начала термодинамики и служащий критерием для любого теплового кругового процесса. Поскольку только этот цикл определяет свойства идеального теплового двигателя, т. е. дает для данного соотношения температур к. п. д., наибольший из возможных, постольку только цикл Карно и надлежит называть идеальным. [c.38]

Хотя термодинамические циклы также являются теоретическим построением, они все же ближе к действительным круговым процессам, происходящим в тепловых машинах. К- п. д. термодинамического цикла ниже, чем к. п. д. цикла Карно, но всегда больше, чем к. п. д. реального двигателя, работающего по аналогичной термодинамической схеме при тех же температурах. Очевидно, что при различных термодинамических схемах и температурах к. п. д. термодинамического цикла может оказаться и меньше, чем к. п. д. действительного цикла. [c.38]

Круговой процесс Карно идеального газа. Рассмотрим простейший круговой процесс, предложенный в 1824 г. французским инженером Карно, как цикл идеального теплового двигателя, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Такой обратимый процесс 1 кг газа представлен в системе pv на рис. 5-2. Газ начального состояния точки а (рассматриваемый как идеальный) расширяется сначала по изотерме аЬ, причем его объем увеличивается с до и совершает работу, равную пл. abb a и эквивалентную количеству тепла qi, получаемому им от внешнего источника тепла с постоянной температурой Т]. Это количество тепла равно по уравнению (4-17) [c.95]

Тг к.п.д. цикла Карно будет Tii—0,88, т. е. намното меньше единицы. Отметим, что при 7 i=40(f К и Т2=280° К nt==0,3, откуда видим, что температура источника тепла и холодильника сильно влияют на экономичность цикла, поэтому для увеличения ti стремятся увеличивать Ti и уменьшать Гг. Общая задача термодинамических и других исследований должна заключаться в том, чтобы находить и изучать способы повышения экономичности круговых процессов и создавать новые тепловые двигатели, к.п.д. которых был бы выше существующих. [c.119]

Циклом Карно называется обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических частей (рис. 4). Такой цикл является одним из простейших мыслимых круговых процессов во времена Карно (1827 г.) он являлся хорошей схемой описания работы применявшихся в то время тепловых машин (поршневые паровые машпны). Однако значение теорем, относящихся к циклу Карно (которые мы выведем из полученных нами общих термодинамических уравнений), гораздо шире пменно, существенно, что цикл Карно, как рабочий цикл машины, обладает некоторыми оптимальными свойствамп. [c.70]

Необходимо иметь в виду, что выведенный нами термический к. п. д. цикла Карно относится к обратимому круговому процессу, состоящему из обратимых термодинамических процессов. Необратимость процесса связана с потерей работы, и поэтому термический к. п. д. необрати- [c.61]

Покажем, что это утверждение справедливо для любого обратимого кругового процесса. Как было показано выше, любой произвольно взятый цикл можно представить как сумму бесконечно большого числа элементарных циклов Карно. Для каждого такого цикла Y bqlT) = О и, следовательно, для всего цикла AB DA (см. рис. 1.45) [c.65]

Карно создал представление об идеальной машине, выполняющей некоторый круговой процесс (см. ниже, стр. 463, 481), который принято называть циклом Карно. В отношении идеальной машины доказывается, что 1) коэ-фициент полезного действ 1я цикла Карно не зависит от природы рабочего тела 2) при данных температурах двух тепловых источников не существует цикла тепловой машины более выгодного, чем цикл Карно, с теми же температурами теплоотдатчика и теплопрнёмника. [c.454]

Круговые процессы (циклы.) Цикл Карно. Фиг. 42 и 43 дают характер протекания цикла Карно для насыщенного пара. Подвод qi[KKajilKz] теплоты по изотерме Ti — (Ъ — 1) для насыщенного пара является одновременно [c.481]

Следует заметить, что здесь были рассмотрены процессы, отно-сяшиеся, собственно говоря, лишь к части теплонасосной установки, точнее, даже к части греющей машины. В схеме с промежуточным рабочим телом для определения общей эффективности требуется учет необратимости, обусловленной характером теплообмена рабочего тела с внешней средой. В отопительных теплонасосных установках теплоноситель как низкого, так и высокого потенциала (обычно сетевая вода системы отопления) изменяет свою температуру. Это изменение происходит в теплообменниках / 1 и т2- Изменение температуры теплоносителей показано на рис. 7-1, а штрих-пунктирными линиями. Очевидно, что оптимальным циклом теплового насоса в данном случае будет не обычный цикл Карно, а круговой процесс 4"—5—2 —6—4", представляющий собой совокупность элементарных циклов Карно. Теплонасосные установки, использующие в качестве рабочего тела однокомпонентный насыщенный пар, не могут реализовать оптимальный круговой процесс 4"—5—2 —6—4". В то же время газовый цикл 1—2—3—4—1 (рис. 7-1, в) может совпасть с указанным процессом, если выполнено условие [c.158]

К. н. установлено в 1850 Р. Клаузиусом с помощью Карно теоремы о макси мал ьпости кпд цикла Карно, т. к. любой круговой процесс можно рассматривать как предел большого числа элементарных циклов Карно и, [c.373]

Конечным результатом любого из рассмотренных круговых процессов (прямого и сбратного цикла Карно) является обмен теплотой между двумя телами разной температуры и взаимное преобразование теплоты и работы. Оба эти эффекта органически связаны между собой и поэтому не могут быть оторваны один от другого. Переход от прямого цикла к обратному приводит только к одновременному изменению направления обоих этих эффектов в прямом процессе теплота переносится от нагретого тела к холодному и происходит преобразование теплоты в работу в обратном процессе теплота переносится от холодного тела к нагретому и происходит преобразование работы в теплоту. [c.125]

Впервые идеальные циклы были изучены француэоким инженером и ученым Сади Карно. Им был предложен в 1824 г. простейший круговой процесс с максимальным термическим к.п.д. Его цикл состоит из двух изотерм и двух адиабат. Цикл Карно занимает видное место в термодинамике, сыграл большую роль в ее развитии, в частности, в определении основных положений и математических выражений второго закона термодинамики. Поэтому, прежде чем сформулировать этот закон, рассмотрим цикл Карно. [c.115]

Дальше подробно говорится с выводом соответствующих соотношений о прямом и обратном циклах Карно и теореме Карно. Здесь записано Из предыдущего ясно, что цикл Карио есть наилучший из всех круговых процессов, которые только можно вообразить для того, чтобы обращать теплоту в работу, и что нельзя приискать для этой цели другой круговой процесс, более выгодный в экономическом отношеппи, нежели сказанный цикл . [c.59]

Столь же тщательно обосновывается мысль об обратимости равновесных взаимодействий. Устанавливается, что при заданных температурных пределах иаивыгоднейшим является обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотерм и соединяющих их адиабат (цикл Карно). На основании идеи о невозможности перпетуум мо-биле доказывается независимость работы (а, значит, и к. п. д.) этого цикла от свойств системы. Выясняется характер связи между работой цикла и перепадом температзф. Весьма отчетливо подчеркивается необходимость двух источников разной температуры (и, следователь- [c.357]

Рассмотрев далее обратный цикл Карно, отметив, что на совершение этого цикла расходуется работа, и приведя для этого цикла уравнение Q[ = Q + Q2, Клаузиус писал Таким образом, мы можем следуюшими словами выразить результат обратного кругового процесса количество теплоты Р получилось из работы и перешло к телу Ки а количество теплоты р, перешло от более холодного тела К2 к более теплому телу Кх . Изучение исследований Карно, результатов его прямого и обратного циклов, а также наблюдения многих явлений природы привели Клаузиуса к открытию закона, названного пм вторым законом термодинамики. [c.554]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...