Цикл Карно в системе

ЦИКЛ КАРНО В СИСТЕМЕ 5—7 [c.83]

Рассмотрим цикл Карно, в котором рабочим телом является система из жидкости и насыщенного пара. Изобразим этот цикл на диаграмме V, р (рис. 65). На участке I —2 система изотермически (при температуре Т) [c.336]

Обратимый и необратимый циклы Карно в изолированной системе. В обратимом цикле Карно теплота подводится от источника с высокой температурой к рабочему телу с температурой Т[ в изотермическом процессе а-Ь. Только часть теплоты затрачивается на совершение работы I. Другая часть теплоты [c.66]

Если в системе имеются два источника тепла, обладающих различными температурами, и рабочее тело, начальное состояние которого значения не имеет, то мы имеем дело с термически неравновесной системой, которая может произвести работу, например, путем неоднократного повторения рабочим телом цикла Карно. В результате совершения цикла Карно не только оказывается произведенной известная работа, но также вполне определенное количество тепла передается от источника с более высокой температурой к источнику с более низкой температурой. Но в результате такого перехода тепла температура горячего источника будет понижаться, а холодного — повышаться . С течением времени температуры источников тепла сделаются одинаковыми, система достигнет термического равновесия и дальнейшее производство работы станет невозможным. [c.99]

Допустим снова, что в нашем распоряжении имеется термически неравновесная система, состоящая из двух источников тепла, имеющих различные температуры, и рабочего тела. Можно представить себе случай, когда тепло от горячего источника передается непосредственно холодному источнику, минуя рабочее тело. В результате такого процесса температуры всех тел системы через некоторое время станут одинаковыми, система окажется в состоянии термического равновесия, а никакой работы вообще не будет произведено . Подобный процесс теплообмена (выравнивания температур) без производства работы обязательно должен происходить при конечной разности температур, т. е. необратимо. Наоборот, максимальная работа при переходе системы из термически неравновесного состояния в равновесное может быть получена в результате неоднократного совершения рабочим телом цикла Карно, в котором наибольшая температура рабочего тела равна температуре горячего источника, а наименьшая температура рабочего [c.99]

Что же касается величины потери работоспособности в таком процессе, то в рассматриваемом случае она равна пулю — работоспособность уменьшилась, но за счет этого уменьшения работоспособности получена полезная работа. Вывод о том, что в данном случае потеря работоспособности отсутствует, может быть получен и с помощью уравнения Гюи—Стодолы. В самом деле, как показано на стр. 86, в результате осуществления в термодинамической системе обратимого цикла Карно энтропия системы не изменяется [c.309]

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]

Из этого уравнения видно, что только часть теплоты, поглощенной системой из источника с более высокой температурой, превращается в цикле Карно в работу теплота Ql передается источнику с меньшей температурой. [c.36]

Одним из наиболее мощных методов исследования проблем, связанных со вторым законом термодинамики, является мысленный эксперимент, основанный на использовании цикла Карно. Здесь мы дадим определение цикла Карно в узком смысле для случая, когда рабочим веществом является идеальный газ (такой цикл показан на фиг. 19 и схематически на фиг. 20). Пусть при одном изотермическом процессе система получает от резервуара (Г1) количество тепла Qi, а при втором — количество тепла ( 2 от резервуара тогда можно записать [c.73]

При наличии обратимого цикла Карно в первом случае можно систему полностью вернуть в первоначальное состояние, если использовать работу, полученную в прямом (двигательном) цикле для приведения в движение холодильной машины Карно. Во втором случае (при наличии необратимых процессов) возврат системы в исходное состояние невозможен на участке между источниками тепла с температурами Г и Гь В системе в этом случае происходит возрастание энтропии на величину Ах. Это увеличение энтропии никаким образом не сможет быть уничтожено, пока сохраняются условия изоляции системы. [c.61]

Однако, как было показано, наличие двух тел с различными температурами может быть использовано для получения механической работы. Для этого необходим посредник между телами в виде термодинамической системы, совершающей прямой равновесный цикл Карно. В результате происходит превращение части теплоты, отданной телом с более высокой температурой, в работу. При непосредственном же тепловом взаимодействии двух тел никакая работа не производится. [c.121]

Представим себе цикл Карно, в котором рабочим телом в цилиндре является единица массы вещества, состоящая из жидкости и насыщенного пара. Пусть исходное состояние системы изображается на диаграмме точкой А (рис. 30). Проведем изотермическое расширение всей системы от состояния А на диаграмме до некоторого состояния В. При этом вся теплота Рь взятая от нагревателя, будет затрачена на превращение единицы массы жидкости в пар и равна удельной скрытой теплоте испарения (Р1 —X). [c.104]

В необратимых же циклах Карно энтропия системы увеличивается следовательно, и в данном цикле она возрастает. [c.129]

Наиболее просто идеальный цикл Карно может быть изображен в системе координат T-S (т. е. температура— энтропия). Основным свойством диаграммы, построенной в таких координатах, является возможность изображения количества тепла в виде площади, ограниченной линией термодинамического процесса и осью абсцисс. Как показывает рис. 1-1, цикл Карно в Г- -диаграмме имеет форму прямоугольника Н—0—К—Г. Количе- [c.11]

Система, совершающая цикл Карно, в этом случае является тепловой машиной, которая берет тепло Ql от горячего тела, отдает часть этого тепла (2з более холодному телу и за счет количества тепла Ql — (2г производит механическую работу. Если цикл Карно проходится в противоположном направле НИИ, то на участке РК подводится количество тепла ( 2 > О, а на участке ММ подводится отрицательное количество тепла — ( 1 <С 0. Общее количество подведенного тепла в обратном цикле Q( > =. 1 О (отрицательно) и определено равенством [c.227]

Предположим теперь, что система совершает квазистатический процесс по произвольному циклу. Его можно изобразить в любых переменных (например, для газа — в переменных р—У), но ввиду прямоугольной структуры цикла Карно в координатах 0—5 проще использовать именно их (хотя использование переменной [c.64]

Цикл Карно работает с 1 молем гелия в качестве рабочего газа. На первой ступени газ расширяется изотермически и обратимо от 10 до 5 атм при постоянной температуре 1000 °R (555,5 °К). На второй ступени газ расширяется адиабатно и обратимо от 5 атм при 1000 °R (555,5 °К) до 1 атм. Затем система возвращается к своим первоначальным условиям в две ступени сначала изотермическим сжатием, затем адиабатным сжатием. Вычислить w, Q, Д и для каждой ступени, а также для полного цикла. Показать, что коэффициент полезного действия, выраженный отношением произведенной работы к переданной теплоте при 1000 °R (555,5 °К), равен 1 —. [c.210]

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]

Отношение произведенной за цикл работы к полученному теплу—для реальных двигателей, впрочем, совершенно условному— называют термическим коэффициентом полезного действия цикла. В какой-то мере он характеризует эффективность преобразования внутренней энергии системы в работу. Из формулы (5.21) видно, что для цикла Карно коэффициент полезного действия [c.115]

Цикл Карно (обратимый) между температурами с разными знаками осуществить невозможно. Дело в том, что с помощью равновесного адиабатного намагничивания системы спинов можно повысить температуру на положительной шкале температур как угодно высоко, но ее нельзя заставить перейти к отрицательным [c.122]

Следует отметить, что полученное для частного случая изотермического процесса расширения измерение энтропии AS = Q/T такое же, какое и раньше было получено из анализа цикла Карно. Таким образом, статистическая физика обосновывает существование функции состояния — энтропии, приращение которой при обратимых процессах равно приведенной теплоте, и положения о том, что энтропия замкнутой системы стремится к максимуму. Эта функция состояния позволяет с помощью измерений термических величин выяснить направление процессов и условия равновесия. С принципом возрастания энтропии в замкнутых системах связаны представления [c.78]

То, что производимая системой работа при необратимом процессе всегда меньше работы обратимого процесса, происходящего между теми же начальными и конечными состояниями и при тех же внешних условиях, вполне очевидно, и может быть проиллюстрировано на следующем примере. Предположим, что имеются два тела с температурами и T a (причем > Та). Рассмотрим процесс переноса теплоты Qi от тела с температурой к телу с температурой Та- Обратимый процесс переноса теплоты между телами разных температур может быть осуществлен с помощью обратимого цикла, в котором тела разной температуры играют роль источников теплоты а рабочее тело совершает обратимый цикл Карно. [c.80]

При температуре в испарителе Тч = 278,15 К ( 2 = 5°С) и температуре рабочего тела в отопительной системе Т = 313,15 К [и = 40 °С) отопительный коэффициент теплового насоса, осуществляющего цикл Карно, составит [c.182]

Обычно у охлаждаемого тела и у тела, воспринимающего теплоту, поддерживаются постоянные температуры. На практике первым телом является холодильная камера с помещенными в ней предметами, вторым—вода, взятая из естественных водоемов, или воздух. В соответствии с этим теоретически система, в которой осуществляется холодильный цикл, состоит из двух источников теплоты постоянных температур. В такой системе наиболее эс()фек-тивным цикло.м является обратный обратимый цикл Карно (рис. 16.2). [c.148]

Свойство изолированной термодинамической системы. Физический смысл энтропии. Толкование второго закона термодинамики. Рассмотрим изолированную термодинамическую систему, состоящую из источника теплоты с температурой Г], холодильника с температурой Tj < Г, и рабочего тела, которое совершает обратимый цикл Карно между источником теплоты и холодильником. В этом случае максимальная работоспособность системы равна [c.66]

После этого теплообмена источником теплоты в рассматриваемой системе будет промежуточное тело с температурой Т. Если теперь осуществить обратимый цикл Карно между этим телом и холодильником, то получим максимальную работоспособность системы [c.66]

В результате действия прямого цикла Карно в системе, состоящей из обоих источников тепла и рабочего тела, останутся следующие изменения (следы) горячий источник лишится тепла Сь холодный источник приобретет тепло Сг, а тепловая машина произведет работу Ь, которую можно использовать для разных целей. Но все эти следы изгладимы, ибо стоит обратить цикл Карно, как вернется к горячему источнику за счет отвода от холодного источника Сг и превращения Ь обратно в тепло. В результате все следы исчезнут и система вернется в свое исходное состояние. [c.29]

Построим цикл Карно в системе з — Т (см. рис. 6-8). Пусть состояние газа, соответствующее началу изотермического расширения на этой диаграмме, отображается точкой 1. Отрезок прямой 1—2 будет отображать изотермическое расширение отрезок 2—3 адиабатное сжатие отрезок 3—4 — изотермическое сжатие и отрезок 4—1 — адиабатное сжатие, возвращающее газ в исходное состояние. Как видно из диаграммы, абсолютное значение изменения энтропии Дз в процессах изотермического и адиабатного расширения равно абсолютному значению изменения энтропии Аз в процессе изотермичеекого и [c.83]

Если в изолированной системе имеются рабочие тела с различными температурами, то в такой системе рабочее тело с более высокой температурой может произвести работу (в идеальном случае путем неоднократного повторения цикла Карно), В результате такого процесса температуры теплоотдатчиков будут понижаться, а температуры теплонриемников — повышаться. Когда эти температуры сравняются, дальнейшее получение работы прекратится. Следовательно, получение работы связано с переходом изолированной системы из неравновесного состояния в равновесное, [c.125]

Из рассмотрения обратного цикла Карно следует, что передача теплоты от тела менее нагретого к телу более нагретому возможна, но этот неестественный (точнее — несамопроизвольный) процесс требует соответствующей энергетической компенсации в системе. В обратном цикле Карно в качестве такой компенсации выступала затраченная работа, но это может быть и затрата теплоты более высокого потенциала, способной совершить работу при переходе на более низкий потенциал. [c.28]

Определим изменение энтропии данной системы. Фиг., 7.22. полагая, что в ней совершается обратимый цикл Карно. В этом случае изменение энтропии источника тепла Ах, тела Б и холодильника Аг будут соогветсивенно равны [c.150]

В системе, имеющей всего два источника тепла различных постоянных температур, как и во всякой системе, помимо обратимых циклов Карно мсгут протекать п необратимые, в том числе и такие, которые состоят из двух необратимых изотерм и двух также необратимых адиабат, или же имеющие всего один необратимый процесс из указанных четырех. Ясно, что весь такой цикл будет необратимый. Принято такие циклы называть необратимыми циклами Карно. Термический к. п. д. необратимого цикла Карно в любом случае [c.104]

В методе Мерцалова сначала был поставлен вопрос об определении заданному циклу, изображенному в системе координат Т—5, равновыгодного ему (по термическому к. п. д.) цикла Карно. Здесь показывалось нахождение по диаграмме Т—5 температур Г] и Тг равновыгодного цикла Карно, т. е. температур, которые в настоящее время называются среднеинтегральными. [c.470]

Рассмотрим цикл Карно в свете первого начала термодинамики. Предположим, что термодинамическая система состоит из т кг идеального газа, состояние которого описывается уравнением pV = mRoT, [c.27]

Максимальную работу в цикле Карно можно получить только в том случае, когда температура рабочего тела равна температуре тенлоотдатчика и когда наименьшая температура рабоч( го тела равна температуре тенлопрпемника, т. е. когда совершаются обратимые процессы. Отсюда максимальную работу в системе при переходе из неравновесного состояния в равновесное можно получить только при осуществлении обратимых адиабатных и изотермических процессов. [c.126]

Цикл Карно (обратимый) между температурами с разными знаками осуществить невозможно. Дело в том, что с помощью равновесного адиабатного намагничивания системы спинов можно повысить температуру на подюжительной шкале температур как угодно высоко, но ее нельзя заставить перейти к отрицательным значениям. Аналогичное утверждение справедливо, если начальное состояние имеет отрицательную температуру. Переход системы от положительных к отрицательным температурам можно осуществить только с помощью нестатического процесса (см. 32). [c.146]

Все сказанное выше, однако, наводит на мысль решить проблему прямым путем ввести наряду с р — о-диаграммой новую систему координат, в которой сетка изотерм п адиабат является обычной прямоугольной координатной сеткой. Малый параллелограмм злемеп-тарного цикла Карно на р — у-диаграмме в новой системе координат превратится в прямоугольник, а при надлежащем выборе масштабов осей — в квадрат, т. е. в элемент площади, выражающей теплоту. Разумеется, новая система координат должна давать такие же возможности для расчета теплоты замкнутого или разомкнутого процесса, как и р — у-диаграмма для расчета работы в этих случаях. Это предполагает, что в новой системе координат можно построить линию процесса — совокупность точек, каждая из которых соответствует определенному термодинамическому состоянию. [c.57]

Если в тепловом насосе осуществляется обратный цикл Карно при Го=275 К и температуре теплоносителя в системе отопления 7 1 = 340К, то получаем следующее значение отопительного коэффициента [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...