Прямий цикл Карно

ЦИКЛ КАРНО

· Для довільного циклу температура тіла неперервно змінюється, тому для цього циклу є наявність безкінечної кількости ВДТ з Т₁ і НДТ з Т₂, а це означає і наявність стількох ж джерел втрати тепла.

· Виникає питання про оцінку ступеня досконалости довільного циклу за порівнянням з ідеальним циклом.

· Ідеальним циклом назвемо такий, який містить:

1) мінімум джерел тепла – одне ВДТ, одне НДТ;

2) для всіх ланцюгів циклу відомі рівняння процесів і всі процеси є оборотніми.

· Таким умовам задовольняє цикл Карно, який складається:

1) з двох оборотніх ізотерм (Т₁=const; Т₂=const);

2) і з двох оборотніх адіабат (q₁=0, S₂=S₃;q₂=0, S₁=S₄).

· Схема прямого циклу Карно в Т-S (а) і p-V (б) координатах показана на рис. 6.5.

р

б

Q₁

Q₂

V₂ V₃

V₁ V₄

V

Рис. 6.5. Схема прямого циклу Карно в Т-S (а) і p-V (б) координатах

На рис. 6.5 лінії процесів 1→2 (Т₁=const) і 3→4 (Т₂=const) відповідають двом оборотнім ізотермам, а лінії процесів 2→3 (S₂=S₃=const) і 4→1 (S₄=S₁=const) відповідають двом оборотнім адіабатам (ізоентропам). Площа F₅₁₂₆₅ чисельно дорівнює підведеному від ВДТ до Р.Т. теплу Q₁ в процесі розширення, площа F₅₄₃₆₅ – відведеному від Р.Т. до НДТ теплу Q₂ в процесі стиску, а площа F₁₂₃₄₁ – теплу циклу Q₀ =Q₁ – Q₂ (рис. 6.5а). Площа F₅₁₂₇₅ чисельно дорівнює роботі ізотермного (Т₁=const) процесу розширення, площа F₇₂₃₈₇ – роботі адіабатного (S₂=S₃=const) процесу розширення, площа F₈₃₄₆₈ – роботі ізотермного (Т₂=const) процесу стиску, а площа F₆₄₁₅₆ – роботі адіабатного (S₄=S₁=const) процесу стиску (рис. 6.5б).

· З простих геометричних міркувань (рис. 6.5а):

(6.56)

Вираз

(6.57)

носить назву співвідношення або теореми Карно.

· Враховуючи вираз (6.57), термічний коефіцієнт корисної дії прямого циклу Карно дорівнює:

<1. (6.58)

Дата добавления: 2014-12-25