АльтИнфоЮг

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта


Цикл Карно

Рейтинг пользователей: / 12
ХудшийЛучший 

Среди обратимых циклов особое значение имеет цикл, исследованный в 1824 г. Французским ученым С. Карно и носящий его имя. Цикл Карно состоит из преобразования теплоты в работу при наличии только двух источников теплоты: верхнего с температурой Т1 и нижнего с температурой Т2 < Т1.

В прямом цикле Карно тело от точки 1 расширяется сначала при Т1 = const с подводом теплоты q1 на участке 1 – а, затем в диабатном процессе до точки 2, охлаждаясь до температуры Т2 = const, после этого сжимается при Т2 = const с отводом теплоты q2 на участке 2 – b, а потом по диабате до восстановления первоначальных параметров в точке 1.

Прямой цикл Карно; а - на p-s диаграмме; в - на T-s диаграмме

Поскольку в обратимом процессе работа трения отсутствует, то изменения энтропии в адиабатных процессах а – 2 (расширение) и b – 1 (сжатие) не происходит, следовательно,

sa = s2 и sb = s1.

В соответствии с этим подведенная в изотермическом процессе при T1 = const теплота

q1 = T1 (s2s1),

а отведенная теплота

q2 = T2 (s2s1).

Термодинамический КПД цикла Карно в соответствии с формулой (2.14);

 

или

 

Таким образом, в отличии от КПД других циклов термический КПД цикла Карно полностью определяется только температурами верхнего и нижнего источников теплоты и возрастает с повышением Т1 и снижением Т2. При этом КПД цикла Карно не зависит от рода теплоносителя и от величины полученной за цикл полезной работы.

Цикл Карно обладает также весьма важным свойством, которое позволяет использовать его как эталонный цикл: он имеет наивысший (для данных температур источника и холодильника) термический КПД. Таким образом можно утверждать, что при данной разности температур Т1 и Т2 термический КПД любого обратимого цикла, не ожжет быть больше термического КПД обратимого цикла, осуществляемого при тех же температурах Т1 и Т2.

Это же утверждение может быть сделано и по отношению к любому обратимому циклу, для температурных условий которого цикл Карно будет иметь наибольшие возможные значения холодильного коэффициента эффективности. При обратных циклах следует иметь в виду, что наиболее эффективным из них будет тот, который для переноса теплоты q2 с температурного уровня Т2 на Т1 потребует подвода извне наименьшей работы, тогда как при прямом цикле эффективность определяется получением максимальной работы lцmax за счет подвода теплоты q1.

 
Пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему для добавления комментариев к этой статье.

Поделись с друзьями


Облако тегов




   

Copyright © 2012 Сергей Горенко | «Копирование и иное использование материалов без разрешения запрещено»