Цикл Карно и тепловой

Цикл Карно и тепловой к.п.д. [c.157]

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]

Рис. 1.10. Цикл Карно для теплового двигателя в р—V и T—S координатах

Обратимый цикл Карно любого теплового двигателя имеет наибольший термический к. п. д. при заданных температурах подвода теплоты Т и отвода теплоты Гг (см. 15). Исходя из этого положения предпочтительным было бы осуществление цикла Карно как в поршневых ДВС, так и в ГТУ и других тепловых двигателях. Однако практическая реализация цикла Карно невозможна в связи с тем, что диаграмма цикла Карно в р—V координатах (рис. 10.1) сильно растянута как в области высоких давлений, так и в области больших объемов. [c.133]

Цикл Карно для идеального газа в тепловой диаграмме изображается в форме прямоугольника (см. рис. 5.6). Изотермы и адиабаты для любого рабочего тела представляются в координатах S, Т соответственно горизонтальными и вертикальными линиями. Следовательно, форма цикла Карно в тепловой диаграмме наглядно показывает, что его к.п.д. не зависит от природы рабочего тела. [c.65]

Желательно в тепловых ДВС осуществлять циклы, которые сохраняли бы по возможности преимущества цикла Карно и не имели бы его недостатков. [c.128]

Для отопления жилого помещения, где поддерживается температура 25 С применяется тепловой насос, ра ботающий по циклу Карно и использующий в качестве источника теплоты атмосферный воздух. Сопоставить электрическую мощность, потребляемую теплонасосной установкой на отопление помещения при температурах наружного воздуха О °С и —30 °С, с электрической мощностью, потребляемой для тех же целей электрическими нагревателями. Тепловые потери помещения принять равными 20 МДж/ч при температуре О °С и 54 МДж/ч при —30 °С. [c.156]

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 нетеплопроводны, так что теплота может передаваться только через основание цилиндра. [c.24]

В действительности реальный тепловой цикл ПТУ отличается от цикла Карно и его термический КПД оказывается существенно ниже. [c.19]

Теоретической основой построения термодинамической температурной шкалы является обратимый цикл Карно в тепловой системе. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, неосуществима, а измерения термодинамической температуры с помощью газового термометра требуют сложного оборудования и трудны экспериментально, поэтому VII Генеральной конференцией по мерам и весам (1927 г.) принята для практических измерений Международная практическая температурная шкала. IX Генеральная конференция утвердила уточненное Положение о Международной практической температурной шкале 1948 г. , а XI Генеральная конференция приняла новое Положение о Международной практической температурной шкале 1948 г. Редакция 1960 г. [2]. В этом Положении говорится [c.69]

Представление о принципе действия компрессионного теплового насоса дает рис. 10-5, на котором изображены обратный цикл Карно и цикл теплового насоса при постоянной температуре источника тепла. [c.204]

Сочинение проф. Акопяна имеет следующие главы термодинамические системы предварительные сведения о системе жидкость— пар работа теплота процессы циклы первое начало применение первого начала к обратимым процессам применение первого начала к системе жидкость — пар теория изодинамических процессов дросселирование свойства идеального газа наиболее общее выражение первого начала теория течения второе начало цикл Карно и его применения энтропия элементы теории тепловых машин диаграммы Т—5 циклы тепловых машин получение низких температур и сжижение газов теория термодинамического равновесия равновесие смеси идеальных газов общие условия равновесия гетерогенных систем о законах смешения термодинамического равновесия двухфазные двухкомпонентные смеси теорема Нернста. [c.370]

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]

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]

Цикл Карно. Если тепловая машина получает от нагревателя тепло Ql и отдает холодильнику количество тепла Q2, то, следовательно, разность Ql—Q2 представляет то количество тепла, которое превращается в работу А [c.44]

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]

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]

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]

К. п. д. цикла Карно, действующего между отрицательными температурами, так же как и в области положительных температур, меньше единицы. Это означает, что как при положительных, так и при отрицательных температурах тепловые двигатели поглощают теплоту больше, чем производят работу. [c.146]

Продолжая работать над экспериментальным и теоретическим обоснованием тепловой теоремы, В. Нернст в 1912 г. из рассмотрения цикла Карно сделал вывод о недостижимости О К. Доказывал он это следующим образом . [c.163]

Изменение внутренней энергии Ux — lJi равно тепловому эффекту химической реакции в элементе (если бы элемент не производил работу) Uj—Ui —qe —тепловой эффект, отнесенный к прошедшему заряду), так что Qi=ei-qe. При адиабатной работе 2—3 э. д. с. элемента уменьшится на dS% изменится и температура. Пропуская потом ток через элемент от внешнего источника, завершим этот цикл Карно. Работа за цикл равна площади цикла edS, поэтому [c.337]

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]

В рассмотренном выше цикле Карно рабочим телом был идеальный газ. Покажем, что термический к. п. д. обратимого цикла, действующего между нагревателем и охладителем, однозначно опреде ляется температурами и тепловых источников и не зависит от рабочего тела цикла. Более того, можно показать, что термический к. п. д. любого необратимого цикла лГ" , протекающего между теми же тепловыми источниками, меньше термического к. п. д. обратимого цикла [c.69]

Если бы тепловой насос работал по циклу Карно, то с учетом формул (16.2) и (16.20) [c.183]

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 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]

Когда говорят об условиях, в которых практически осуществляется цикл теплового двигателя, то имеют в виду также и природу рабочего тела. Дело в том, что в отличие от цикла Карно термический к. п. д. цикла, отличающегося по своей форме от цикла Карно, зависит не только от температурного интервала, в котором он осуществляется, но также и от свойств [c.525]

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]

Прямое использование цикла Карно для измерения температуры обычно приводит к большим экспериментальным погрешностям. Поэтому разработаны практические методы воспроизведения термодинамической температуры, в которых связь между измеряемой величиной и температурой выводят на основе законов термодинамики или статистической физики. К числу таких соотношений относятся уравнение состояния газа, закон Кюри для парамагнетиков, зависимость скорости звука в газе от температуры, зависимость напряжения тепловых шумов на электрическом сопротивлении от температуры, закон Стефана — Больцмана. Температурные шкалы, установленные с использованием указанных соотношений, зависят от свойств термометрического тела, что приводит к появлению таких характеристик шкалы, как воспроизводимость и точность. Кроме того, некоторые шкалы основаны на приближенно выполняющихся закономерностях возникает понятие инструментальной температуры (магнитной, цветовой и т. п.), отличной от термодинамической. [c.172]

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (см. рис. 3.4). Однако при доказательстве теоремы Карно используется лишь факт наличия изотерм, связанных с горячим и холодным источниками теплоты. Процессы Ьс и йа, вообще говоря, не обязательно должны быть адиабатными. Можно, например, отобрать часть теплоты в процессе расширения Ьс, это позволяет уменьшить максимальный объем цикла V . Отобранную теплоту можно подвести к рабочему телу в процессе сжатия с1а, уменьшив тем самым количество затрачиваемой на сжатие работы. Такое внутреннее перераспределение теплоты в цикле, не затрагивающее внешние источники, называют регенерацией, а сам цикл—регенеративным. Если неаднабатные процессы Ьс и с1а обратимы, то термический КПД регенеративного цикла равен КПД цикла Карно и определяется по формуле (3.10). Поэтому теорему Карно формулируют и так любой обратимый тепловой двигатель, работающий с источниками теплоты, имеющими температуры Г и Гд, обладает термическим КПД т1о = 1—(Г2/Г1). [c.53]

Любая машина, в которой процессы происходят в указанной последовательности (цикл Карно , носит название тепловой машины Карно. Этот цикл является идеализацией, однако понятие цикла Карно широко используется. Можно рассчитать термический КПД цикла Карно и показать, что никакая другая машина не может иметь больший КПД при тех же условиях. Зная максимальное значение КПД для заданных условий, можно судить о аелесообразности или нецелесообразности исследований, направленных на улучшение КПД реальной машины, работающей в этих условиях. [c.54]

Термический к. п. д. цикла Карно и, следовательно, любого другого цикла всегда меньще единицы и не может быть равным единице, так как для этого необходимо, чтобы Г] = оо или = 0 К, что практически недостижимо. Следовательно, всю подводимую тепловую энергию к рабочему телу в цикле невозможно полностью превратить в полезную механическую энергию. [c.65]

Хорошо изложен в учебнике политропный процесс. В постановке теории этого процесса Мерцалов придерживался тех же взглядов, что Орлов и Радциг. Учебник Мерцалова был третьим русским учебником, в котором говорилось о политропном процессе. Интересно и очень обстоятельно в учебнике Мерцалова проводится исследование общих особенностей циклов. Исследование циклов проводится посредством диаграмхмы Т—х. Здесь поставлен вопрос о равновыгодном (по к. п. д.) данному циклу цикла Карно и условиях его осуществления. Оригинальными и интересными являются в учебнике Мерцалова и многие другие обоснования и выводы, о чем подробно было сказано при рассмотрении этого учебника. Наиболее кратко и можно сказать менее обстоятельно изложена в учебнике его третья часть Теория тепловых двигателей . [c.128]

Всего при одном делении в тепло внутри активной зоны преобразуется около (180—190) МэВ (почти 3-10 Дж). При помощи жидкого теплоносителя это тепло переносят в теплообменник. Ядерный реактор — это тепловая машина, в которой делящееся вещество служит источником тепла. Его коэффициент полезного действия определяется циклом Карно и превышает 40 % только в случае реакторов-размножителей (воспроизводящих ядерных реакторов). Таким образом, необходимо отводить более чем 60 % ядерной энергии, преобразующиеся в тепло. При этом, чтобы быть экономически выгодными, ядерные реакторы должны обладать очень большой мощностью, и их месторасположение обычно выбирается с учетом этого требования. Отвод неиспользованного тепла, выделяющегося при работе реактора, является чрезвычайно важной задачей. [c.282]

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]

Независимость термического к. п. д. прямого обратимого цикла, осуществляемого между двумя тепловыми источгсиками, от устройства двигателя и природы рабочего тела означает, что термический к. п. д. цикла Карно является функцией лишь температур теплоотдат-чика и теплоприемника [c.51]

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]

Анализ соотношений (1.78) и (1.79) показывает, что термический КПД теплового двигателя и коэффициент холодопроизводи-тельности зависят только от соотношения абсолютных температур. Чем больше различие в абсолютных температурах, тем выше эффективность работы тепловой машины. Из выражения (1.78) следует также, что термический КПД двигателя, работающего по циклу Карно, всегда меньше единицы. Он обращается в единицу только в двух практически недостижимых случаях при Т, = и = 0. При равенстве Т, = КПД двигателя обращается в нуль. Это значит, что для работы теплового двигателя необходимо наличие разности температур Т, и Т . В тепловых двигателях в качестве наивысшей температуры Т цикла обычно понимается температура сгорания рабочей смеси, а в качестве низшей температуры — температура окружающей среды. [c.46]

Цикл Карно для теплотехники имеет очень большое значение. Он позволяет определить наивысшее возможное значение термического КПД теплового двигателя, работающего между температурами Т и. При этом он является как бы эталоном, с которым можно сравнивать КПД реально существующих двигателей, и к значению которого стремятся приблизить КПД реальных двигателей. Действительно, если взять произвольный цикл аЬсба и вписать его в цикл Карно 12341 (Рис. 1.11), то можно видеть, что подвод и отвод теплоты в цикле аЬсс1а только в точках а и с осуществляется при температурах цикла Карно Т и Т . Рис. 1.11. Произвольный цикл Карно в [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...