КПД цикла Карно не зависит от устройства двигателя

КПД цикла Карно не зависит ни от количества, ни от свойств вещества, участвующего в процессе.

У чому сутність другого закону термодинаміки?

Стор.83-113

Запишемо співвідношення між Р і Т в адіабатних процесах 2-3 і 4-1

адіабата 2-3 p₂/p₃ = (T₁/ T₂)^k/(k-1) адіабата 4-1 p₁/p₄ = (T₁/ T₂)^k/(k-1)

Оскільки праві частини однакові, дорівнюємо ліві частини

p₂/p₃ = p₁/p₄ ® p₄/p₃ = p₁/p₂

Аналізуючи розрахункову формулу термічного К.К.Д. η_t можна зробити висновок, що для підвищення η_t необхідно підвищувати температуру тепловіддатчика і знижувати температуру холодильника.

Приклад: 1) Визначити К.К.Д. циклу Карно, якщо температура

тепловіддатчика t₁ = 200⁰C, а холодильника t₂ = 30⁰C.

Розв’язання.

η_t = 1- T₂ / T₁ = 1 –303/473 = 0,36 η_t = 36%

2) Як зміниться термічний К.К.Д. циклу Карно, якщо підвищити

температуру тепловіддатчика до 300⁰С, при тій же температурі

холодильника t₂ = 30⁰C.

Розв’язання.

η_t = 1- T₂ / T₁ = 1 –303/573 = 0,53 η_{t =} 53 %

Як бачимо, термічний К.К.Д. підвищився з підвищенням температури тепловіддатчика T_1.

РОЗВ`ЯЗАТИ ЗАДАЧІ:

1. У тепловому двигуні, який працює за циклом Карно, від тепловіддатчика отримано Q₁ кДж теплоти, а у теплоприймач від робочого тіла відводиться Q₂ кДж теплоти. Температура холодильника дорівнює t₂. Визначити термічний К.К.Д. циклу і температуру тепловіддатчика.

варіант	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Q1, кДж
Q2, кДж
t2, ºС						-2			-10

2. У циклі Карно корисна робота складає L_ц . Від тепловіддатчика отримано Q₁ кДж теплоти. Температура тепловіддатчика t₁. Визначити термічний К.К.Д. циклу, температуру холодильника t₂. Як зміниться термічний К.К.Д., якщо температура тепловіддатчика зміниться до t´₁?

варіант	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Lц , кДж
Q1, кДж
t1, ºС
t´1, ºС

3. В циклі Карно корисна робота складає L_ц . Від тепловіддатчика отримано Q₁ кДж теплоти. Визначити термічний К.К.Д. циклу, а також температуру тепловіддатчика, якщо температура холодильника дорівнює t₂. Як зміниться термічний К.К.Д., якщо температура холодильника зміниться до t´₂?

варіант	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Lц , кДж
Q1, кДж
t2, ºС							-8		-10
t´2, ºС	-10			-8				-5

4. Визначити холодильний коефіцієнт зворотного циклу Карно, а також температуру холодного джерела, якщо відомо, що від холодного джерела відводиться теплота Q₂, а гаряче джерело температурою t₁ отримує від робочого тіла теплоту Q₁.

варіант	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
Q1, кДж
Q2, кДж
t1, ºС

ЛІТЕРАТУРА

1.Кузовлев В.А. “Техническая термодинамика и основы теплопередачи”

Питання для самоконтролю.

2. Яке формулювання має другий закон термодинаміки?

3. Які цикли називаються прямими, а які зворотними?

4. Навіщо вивчають цикл Карно, якщо його виконати неможливо?

5. З яких процесів складається цикл Карно?

6. Чим визначається економічність роботи двигуна, який працює за прямим та зворотним циклом?

7. Чому термічний ККД циклу не може дорівнювати одиниці?

3. КПД цикла Карно тем выше, чем ниже температура Т₂ по сравнению с температурой Т₁. Так, например, при Т₂= 0 КПД цикла равен единице.

Из определения КПД цикла Карно следует также очень важно подтверждение второго закона термодинамики - при равенстве температур источника и приемника теплоты невозможно получить механическую работу (КПД=0). А поскольку мы знаем, что Т₁ не может быть равно бесконечности и Т₂ не может быть равно абсолютному нулю, то и КПД теплового двигателя не может равняться единице.

Дата добавления: 2015-05-07