Машина Карно

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]

Так, вращая газовую турбинку, можно закачать газ в баллон, и это будет уже, собственно говоря, не турбинка, а компрессор. Пропуская через концентрационный элемент ток в обратном направлении, можно увеличить разницу концентраций электролита в двух его половинах. Совершая работу над машиной Карно, можно еще больше нагреть нагреватель и охладить холодильник за счет передачи тепла от второго к первому. Именно на этом принципе основана работа всех холодильных машин. [c.116]

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]

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]

Предположим обратное. Пусть имеется другая обратимая машина Карно, работающая в том же интервале температур, но с другим рабочим телом (реальный газ с уравнением состояния Р (р, и, 7) = 0) или другим численным значением отношения оь/оа и по этой причине с другим термическим коэффициентом полезного действия т) о- Поскольку обе машины — с идеальным газом и с произвольным рабочим телом — обратимы, то любая из них может работать как в прямом направлении (тепловой двигатель), так и в обратном (холодильная машина). При работе машин в различных направлениях [c.52]

Конечно, две рассматриваемые машины Карно могут быть настолько различными, что q2 (l 2 В этом случае сравнение необходимо производить не для одного цикла, а для одинакового количества теплоты Q2, которое первая машина нарабатывает за т циклов, а вторая— за т циклов. Если, например, <72/ 2=0,12345, то / = 12 345, а / =100 000. [c.53]

Так как при приведенных выше рассуждениях не требовалось обратимости тепловой машины /, то можно сделать более общий вывод, называемый теоремой Карно, о том что КПД любой тепловой машины, работающей в заданном интервале температур, не может быть больше КПД машины Карно, работающей в этом же температурном интервале. [c.55]

Может возникнуть естественный вопрос e o и изменение энтропии, равное нулю, показывает отсутствие передачи энергии в форме теплоты, то как быть с тепловой машиной Карно Ведь к ней теплота и подводится, и отводится, а энтропия постоянна [c.129]

Холодильной машиной называется устройство, действующее циклично и передающее тепло от среды менее нагретой к среде более нагретой. Любой обратимый двигатель, получающий тепло обратимо при одной температуре и отдающий тепло обратимо при другой, более низкой температуре, будучи обращенным, становится холодильной машиной. Так, например, машина Карно рассматривалась выше как двигатель и как холодильная машина то же относится к идеальному регенеративному двигателю ( 12-7). [c.129]

Для машины Карно или любой другой обратимой машины, получающей тепло обратимо при более низкой температуре Т2 и отдающей тепло обратимо при более высокой температуре Г], холодильный коэффициент может быть найден на основании второго закона термодинамики. Так, например, если q — тепло, полученное при температуре Г), а <72 — тепло, отданное при температуре Гг, то [c.131]

Метод расчета потерь от частичного переохлаждения можно выяснить из рассмотрения схемы, в которой исследуемый необратимый процесс заменен эквивалентным обратимым. Для этого в идеализированной схеме между каплями и паром мысленно включим машины Карно, работающие между уровнями температур капли Т и пара Т. Мощностям этих машин соответствуют потери энергии в процессе теплообмена. Величину этих потерь на рассматриваемом участке проточной части для каждой группы капель можно вычислить по формуле [c.175]

Для доказательства первой части теоремы Карно возьмем систему из двух обратимых машин Карно с общим нагревателем и холодильником (рис. 12). Пусть машина / совершает цикл в прямом направлении, // — в обратном. Машина II теперь работает как холодильное устройство, забирая теплоту у холодильника и отдавая нагревателю. Подберем режим так, чтобы за цикл нагреватель отдавал на работу машины / теплоту Qi и столько же от машины II получал. В результате однократного действия обеих машин состояние нагревателя не изменится, холодильник отдаст теплоту (Q2 — Q2)> будет совершена работа (Л — А ) над внешними телами. Если (Qa — Q2) > О, то (Л — А ) > О, так как Л — Л = (Qj — q ) — (Qj Q ) = [c.74]

Пусть теперь первая машина Карно необратима, а вторая — по-прежнему обратима. Покажем, что щ < Лд. Пусть машина / действует по прямому циклу, а машина II — по обратному. Опять-таки, если (q — Q ) > О, то (Л — Л ) > О, и будет нарушено второе начало термодинамики. Поэтому возможно лишь (q — Q2) <0 и, соответственно. Л > Л. Отсюда щ Элементарный расчет обратимого цикла [c.74]

Если используемые машины Карно подобрать так, чтобы [c.77]

Пусть температура тела 3 (холодильник машины //) равна Ю ", тела 2 (нагреватель машины //, холодильник машины /) — 1Г. Тогда температура тела 1 (нагреватель машины /) по избранной шкале температур будет равна 12°. Цепочку из тепловых машин Карно, нагревателей и холодильников можно продолжить в обе стороны как угодно далеко. Тем самым получаем систему тел с абсолютно заданными температурами. Опорные точки шкалы и размер шага, разумеется, можно сделать какими угодно. [c.77]

Принципиальная возможность такого построения абсолютной шкалы температур не означает действительную необходимость создания ряда взаимосвязанных машин Карно. Можно показать, что абсолютная шкала температур будет совпадать с эмпирической температурной шкалой, для построения которой используется термометр с идеальным газом в качестве рабочего веш,ества. [c.77]

Пусть т — абсолютная температура тел, а Г, как и прежде, — эмпирическая газовая температура. Покажем, что между этими величинами имеется однозначная функциональная связь. Из теоремы Карно следует, что разность 1 — г) (где т] — КПД обратимой машины Карно) зависит только от температуры нагревателя и холодильника. С одной стороны, [c.77]

Рассмотрим систему из трех машин Карно (рис 15) На рисунке указаны значения температур нагревателей и холодильников, направления действия машин, значения получаемой и отдаваемой теплоты и совершаемой работы. Машины I и II действуют в прямом цикле, машина 111 — в обратном (холодильном) цикле. [c.78]

Из третьего начала следует невозможность построения тепловой машины Карно, КПД которой г)= 1. Заметим, что из равенства [c.84]

Как известно, коэффициент полезного действия тепловой машины Карно т) не зависит от природы рабочего тела, а зависит только от температур нагревателя 0 и охладителя 0 . В самом деле, допущение возможности создания второй тепловой машины, которая, работая по циклу Карно с другим рабочим телом, но при тех же температурах нагре- [c.27]

Коэффициент полезного действия тепловой машины Карно можно выразить также и функцией только одного аргумента (температуры). [c.28]

Термометрическим параметром при построении такой шкалы является коэффициент полезного действия т] тепловой машины Карно. [c.29]

Для того чтобы использовать уравнение (14) в целях построения температурной шкалы, необходимо установить вид функции / (0). Как указано выше, коэффициент полезного действия тепловой машины Карно не зависит от выбора рабочего тела, и, следовательно, функция Р д) является универсальной, т. е. одинаковой для всех веществ. Однако о виде этой функции термодинамика не может дать никаких сведений. Поэтому, так же как и в общем случае установления температурной шкалы по любому термометрическому параметру (стр. 23), вид функции / (0) можно выбрать лишь произвольно. [c.29]

Очевидно, на основании уравнения (14) можно построить бесконечное множество термодинамических шкал, которые будут различаться между собой или выбором функции Р в), или выбором основных температур 0) и 02, или числовыми значениями, приписанными основным температурам. При построении всех этих шкал в качестве термометрического параметра был бы использован коэффициент полезного действия обратимой машины Карно, и, следовательно, все такие шкалы были бы независимы от выбора вещества. [c.29]

Первая из них имеет главным образом исторический интерес. Вильям Томсон (Кельвин), который в 1848 г. предложил использовать коэффициент полезного действия машины Карно для установления температурной шкалы, принял вначале зависимость т] от температуры линейной, т. е. [c.29]

Коэффициент полезного действия машины Карно может быть равен единице лишь в том случае, если все количество теплоты, воспринятое рабочим телом машины от нагревателя, превращается в работу, а количество теплоты, отданное охладителю (Q2 в уравнении (И)), равно нулю. Температура охладителя, при которой [c.32]

Использование коэффициента полезного действия тепловой машины Карно позволило установить температурную шкалу, независимую от физических свойств какого-либо. ве- щества, но еще не дало возможности осуществить эту шкалу на практике. В самом деле, измерение термодинамической температуры на основе уравнения (20) сводилось бы к из- [c.33]

Если рабочим телом в машине Карно является газ, находящийся в идеальном состоянии, то теплота Q, взятая от нагревателя при обратимом изотермическом расширении газа от VI до Уг (рис. 1), составит [c.34]

Докажем, что рассмотренный нами необратимый теплообмен приводит к деградации (ухудшению качества) энергии. Действительно, до теплообмена можно было бы тепло С использовать в машине Карно, действующей между телами Л и О. При этом от С можно получить максимальную работу, равную [c.44]

Фиг. 11. Зависимость холодильного коэффициента идеальной холодильпой машины Карно от температуры охлаждения Ti при температуре Г.=300 К.

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]

Термодинамическая температурная шкала никак не связана с конкретными свойствами рабочего, т. е. термодинамического, тела. Следовательно, термодинамическая температура 0 является не эмпирической, а универсальной температурой. Термодинамическая температурная шкала является равномерной шкалой. Это вытекает уже из соотношения (3-6) и вполне может быть уяснено из рассмотрения последовательного ряда п машин Карно, каждая из которых характеризуется одной и той же величиной троизводимой работы L, а тепло, выделяемое одной машиной, поглощается другой (рис. 3-7). В таком ряду (нижняя машина имеет номер 1, а верхняя — п) [c.67]

Следующим важным свойством термодинамической шкалы температур является наличие предельно низкой температуры, называемой абсолютным нулем. Из уравнения (3-6) видно, что наименьшая из возможных температур отвечает случаю, когда Qo=0 эта температура и есть абсолютный нуль. Следует иметь в виду, что машины Карно, у которой температура тенлоприемника равнялась бы абсолютному нулю, в действительности существовать не мо ет, так как ее существование противоречило бы второму началу термодинамики. Абсолютный нуль в термодинамической шкале температур появляется лишь как некоторая предельная температура. [c.67]

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]

Важный вывод о том, что КПД цикла Карио зависит только от температур горячего и холодного источника теплоты и не зависит от свойств рабочего тела, легко получить, считая, что тепловая машина /, так же как и Л, — обратимая тепловая машина Карно. (П р и-меч. ред.) [c.55]

Второе начало термодинамики позволяет построить абсолютную шкалу температур. Рассмотрим цепочку из двух последовательно соединенных обратимых машин Карно. Холодильник первой из них служит нагревателем второй (рис. 14). Пусть Qi — количество теплоты, которое машина / забирает у нагревателя за один Щ1КЛ, Qa — количество теплоты, которое она отдает холодильнику, Qs и Q4 — аналогичные величины для машины II. Температуры тел, служащих нагревателями и холодильника-Рис. 14 ми, равны Ti, Та, п Гзсоответственно. [c.76]

Показать, что машина Карно имеет максимальный КПД из всех тепловых двигателей, рабогаюш,их в данном интервале температур. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...