![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Цикл Карно
Цикл Карно - ідеальний термодинамічний цикл. Теплова машина Карно, працююча по цьому циклу, володіє максимальним ККД з усіх машин, у яких максимальна і мінімальна температури здійснюваного циклу збігаються відповідно з максимальною і мінімальною температурами циклу Карно. Складається з 2 адіабатичних і 2 ізотермічних процесів. Цикл Карно названий на честь французького військового інженера Сади Карно, який вперше його досліджував в 1824 році. Одним з важливих властивостей циклу Карно є його оборотність: він може бути проведений як в прямому, так і в зворотному напрямку, при цьому ентропія адіабатично ізольованої (без теплообміну з навколишнім середовищем) системи не змінюється. Теорема Карно: із всіх періодично діючих теплових машин, що мають однакові температури нагрівачів і холодильників, найбільший К.К.Д. мають оборотні машини; при цьому К.К.Д. оборотних машин, що працюють при однакових температурах нагрівачів і холодильників, дорівнюють один одному і не залежать від конструкції машини.
4.Будова, принцип дії Цикл Карно складається з двох ізотерм і двох адіабат. Ізотермічне розширення і стиск задані відповідно кривими 1-2 і 3-4, адіабатне розширення і стиск - кривими 2-3 і 4-1. Для виконання циклу Карно необхідні термостат з температурою Т1 (нагрівник) і термостат з температурою Т2 (холодильник), причому Т1>Т2. При проходженні адіабатних ділянок циклу система повинна бути термоізольованою від навколишнього середовища. Визначимо К.К.Д. циклу Карно. При ізотермічному процесі При адіабатному розширенні робота виконується за рахунок зміни внутрішньої енергії: При ізотермічному стисканні газу виконується робота Робота адіабатного стискання: В результаті колового циклу виконується робота: Термічний К.К.Д. циклу Карно: Використаємо рівняння адіабат і: Звідси: Тоді: Отже: Для циклу Карно К.К.Д. визначається лише температурами нагрівника і холодильника.
5.ККД теплових двигунів Коефіцієнтом корисної дії теплового двигуна називають відношення корисної роботи, виконаної двигуном, до кількості теплоти, отриманої від нагрівача: Оскільки Ак=Q1-Q2, то де Q1 — кількість теплоти, отримана від нагрівача; Q2 — кількість теплоти, передана холодильнику. Виходячи з цього, коефіцієнт корисної дії завжди менший за 100 %, отже, перетворити на механічну роботу можна лише частину кількості теплоти, отриману від нагрівача.
Карно довів, що максимально можливий ККД дорівнює: ККД сучасних теплових двигунів становить 40-50 %.
6.Холодильні машини Холодильна машина — це машина, яка підтримує в холодильній камері температуру нижчу, ніж у навколишньому середовищі. Ознайомимося з такими видами холодильних машин, як холодильник, кондиціонер, тепловий насос. Холодильник (рис.) передає тепло від холоднішого тіла (наприклад, холодних продуктів) до теплішого тіла (повітря у приміщенні). Щоб здійснити потік тепла в зворотному напрямку (від холодного тіла до теплого), доводиться стискати газ за високої температури, а за низької температури він розширюється. Стискає газ в холодильній машині компресор, який споживає енергію з електромережі. Ефективність роботи холодильної машини характеризують холодильним коефіцієнтом k: де Q1 — кількість теплоти, яку передає робоче тіло при стисканні в оточуюче середовище; Q2 — кількість теплоти, яку воно забирає у холодильної камери.
7.Поняття оборотних і необоротних теплових процесів Оборотним термодинамічним процесом називається така зміна стану системи, яка, будучи проведена у зворотному напрямку, повертає її в початковий стан так, щоб система пройшла через ті самі проміжні стани, що і у прямому процесі, але у зворотній послідовності, а стан тіл поза системою залишився незмінним. Необоротним називається процес, коли зворотний перехід через ті самі проміжні стани неможливий. Будь-який рівноважний процес є оборотним. Оборотні процеси - це до деякої міри ідеалізація реальних процесів. Всі реальні процеси є необоротними.
8.Екологічні проблеми, пов’язані з використанням теплових двигунів Для спалювання палива в теплових машинах витрачається велика кількість кисню. На згоряння різноманітного палива витрачається від 10 до 25 % кисню, який виробляють зелені рослини. Теплові машини не тільки спалюють кисень, а й викидають в атмосферу еквівалентні кількості оксиду карбону (вуглекислого газу). Згоряння палива в топках промислових підприємств і теплових електростанцій майже ніколи не буває повним, тому відбувається забруднення повітря золою, сажею. Нині в усьому світі енергетичні установки викидають в атмосферу щороку 200—250 млн тонн золи і близько 600 млн тонн оксиду сульфуру (SO2). Повітря забруднюють і різні види транспорту, насамперед автомобільний, жителі великих міст задихаються від вихлопних газів автомобільних двигунів. У всіх країнах світу з розвинутою промисловістю ведуться роботи щодо зниження і повної ліквідації забруднення повітря. На теплоцентралях і теплових електростанціях встановлюють газоочисне і пиловловлююче обладнання, а самі станції зміщують за межами міст, між станціями і селищами створюють зелені зони. Інтенсивні роботи ведуться зі зниження забруднення повітря вихлопними газами автомобільних двигунів: на них встановлюють фільтри; опрацьовують зразки газотурбінних, роторних і навіть парових двигунів. Тепер уже не допускаються до експлуатації автомобілі з підвищеним вмістом чадного газу (СО) у відпрацьованих газах. Найперспективнішими вважаються електромобілі й автомобілі з двигунами на водні, продуктом згоряння яких є звичайна вода. В багатьох країнах створені і випробовуються автомобілі з електричними і водневими двигунами.
Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 1557; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |