Принцип действия тепловой машины

Тепловой машиной называют устройство, преобразующее теп­ловую энергию в механическую. Для этого используют рабочее тело - вещество, способное воспринимать тепло и совершать работу. В качестве него может быть использован идеальный газ, водяной пар и т.д. С рабочим телом в тепловой машине осуществляют круговой процесс или цикл, при которой система посла ряда изменений возвращается в исходное состояние (Рис.10.2). Работа цикла: . Для этого на участке 1 - 2 рабочее тело нагревается, подводится тепло от нагревателя , а на участке 2-1 - охлаждается, отдает холодильнику тепло . Тогда по первому началу термодинамики:

откуда получаем:

(10.3)

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) равен .

(10.4)

Найдем максимальный к. п. д. тепловой машины. Из формул (10.1), (10.2) и (10.4) следует, что для полу­чения или цикл должая быть составлен ив обра­тимых процессов. Такой цикл будет включать два изотермических (1-2, 3-4) и два адиабатических процесса (2-3, 4-1) (цикл Карно, 1824 г.), он изображен на Рис. 10.3. Найдем его к. п. д.

Используя уравнений адиабаты , находим для процессов

2-3, 4-1:

откуда:

. Тогда

(10.5)

Таким образом, тепловой машины не зависит от рабоче­го тела и тем выше, чем нижа температура холодильника.

Дата добавления: 2014-01-06