16 Прямой цикл Карно.

Состоит из двух изотерм и двух адиабат. Рабочее тело – идеальный газ. Величины и- постоянные. 1-2, 3-4 – изотермические процессы. 2-3, 4-1 -,.

.

Подвод теплоты от горячего источника производится на изотерме 1-2 при температуре Т1, при этом рабочее тело - идеальный газ расширяется и совершается полезная работа. В процессе дальнейшего расширения по адиабате 2-3 до температуры Т2 также совершается полезная работа. Для осуществления последующих процессов - сжатия 3-4 по изотерме Т2 с отводом теплоты к холодному источнику и адиабатного сжатия 4-1 до начальной температуры Т1 работа затрачивается. Термодинамический коэффициент полезного действия определяется температурами холодильника и нагревателя.- индикаторный КПД.- механический КПД.- эффективный КПД.

17 Энтропия газа.

Как уже указывалось, величина не является полным диффе­ренциалом. Действительно, для того что­бы проинтегрировать правую часть этого выражения, нужно знать зависимость р от v, т. е. процесс, который соверша­ет газ. Выражениепри равновесном изменении состояния газа есть полный дифференциал некоторой функции состо­яния. Она называется энтропией, обозначается для 1 кг газа через s и из­меряется в Дж/(кгК). Для произволь­ного количества газа энтропия, обозна­чаемая через S, равна S=Ms и измеря­ется в Дж/К.

Таким образом, аналитически энтро­пия определяется следующим образом: . Очевидно, что в Т, s-диаграмме эле­ментарная теплота процессаизобра­жается элементарной площадкой с высо­той Т и основанием ds, а площадь, огра­ниченная линией процесса, крайними ординатами и осью абсцисс, эквивалент­на теплоте процесса.; .

18 Циклы холодильных установок.

Обратный цикл карно труднореализуем на практике из-за наличия изотермических процессов. В реально существующих холодильных установках эти процессы заменяют изобарными. Циклы установок: 1) газ с T и p окружающей среды сжимают в компрессоре, при этом повышается не только давление, но и температура газа. 2) газ охлаждают до температуры окружающей среды при постоянном давлении. 3) газ расширяется до давления окружающей среды, при этом температура в конце расширения оказывается ниже температуры окружающей среды. 4) такой холодный газ направляют в холодильную камеру, где он, нагреваясь, отбирает теплоту от окружающей среды.

19 Обратный цикл Карно.

Осуществим цикл Карно в обратном направлении. Рабочее тело с начальными параметрами точки а расширя­ется адиабатно, совершая работу расши­рения за счет внутренней энергии, и ох­лаждается от температуры Т1 до темпе­ратуры T2 Дальнейшее расширение про­исходит по изотерме, и рабочее тело отбирает от нижнего источника с темпе­ратурой T2 теплоту q2. Далее газ под­вергается сжатию сначала по адиабате, и его температура от Т2 повышается до T1, а затем — по изотерме (T1=const). При этом рабочее тело отдает верхнему источнику с температурой T1 количество теплоты q1.

Эффективность холодильной установки оценивается холодильным коэффициентом, определяемым как отношение количества теплоты, отнятой за цикл от холодильной камеры, к за­траченной в цикле работе:

. Для обратного цикла Карно.