Круговые процессы. Коэффициент полезного действия тепловой машины

Любой двигатель представляет собой систему, которая совершает многократно некий круговой процесс (цикл).

Круговым процессом или циклом называется такая совокупность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в исходное состояние.

Равновесные круговые процессы изображаются в диаграммах p – V, p – T, и др. в виде замкнутых кривых, ибо двумя тождественным состояниям – началу и концу кругового процесса – соответствует в диаграмме одна и та же точка.

Тело, совершающее круговой процесс и обменивающийся энергией с другими телами, называется рабочим телом. Обычно таким телом является газ. Круговые процессы лежат в основе всех тепловых машин – двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, холодильных машин и др.

В ходе цикла рабочее вещество

- сначала расширяется до объема V ₂, а затем сжимается до первоначального объема V ₁.

- при расширении рабочему веществу сообщается тепло Q ₁ (поглощенное тепло),

а при сжатии отбирается тепло Q ₂ (отдаваемое тепло).

Работа A, совершаемая за цикл, равна площади цикла на диаграмме в координатах pV

рис.1 рис. 2

, А₁>А₂

Рассмотренные циклы являются прямыми.

Пример прямого цикла: цикл, совершаемый рабочим телом в тепловом двигателе, где теплота от внешних источников поступает к рабочему телу, и часть её отдается в форме работы другим телам.

Если бы круговой процесс, изображенный на рисунках, протекал в обратном направлении, т. е. против часовой стрелки, то суммарная работа, совершаемая газом за цикл, оказалась бы отрицательной и измерялась бы по-прежнему площадью замкнутой кривой. Такой цикл называется обратным.

Пример обратного цикла: круговой процесс, совершаемый рабочим телом в холодильной установке. В обратном цикле рабочее тело передает теплоту от холодного тела к более нагретому за счет затраты положительной работы внешних сил.

Дата добавления: 2014-01-11