Яндекс директ

Цикл Карно

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.

Компонент комментариев CComment

Авторизация

Новое на сайте

Яндекс директ