11.1. Teorema lui Carnot
Saadi Karno (1796 - 1832) a ridicat întrebarea fundamentală: din ce procese ar trebui să fie ciclul mașinii termice, ceea ce ar asigura o eficiență maximă.
Carnot considera un proces circular compus din două izoterme și două adiabate.
Teoria lui Kapno se referă la comportamentul mașinilor Kapno. Masina Kapno, la rândul său, există o mașină, care lucrează la ciclul Kapno.
Principiul funcționării motoarelor termice.
Motorul termic transformă energia internă a combustibilului în energie mecanică (de lucru). Exemple: motor cu abur sau turbină, motor cu combustie internă, motor diesel.
Motorul termic constă dintr-un încălzitor (cazan, camera de combustie), un frigider (schimbător de căldură, atmosferă) și un fluid de lucru (gaz, abur). În ciclul de lucru (figura 6.3.2), apar următoarele procese:
Fluidul de lucru primește căldură Q1 de la încălzitor la o temperatură T1.
Organismul de lucru, extinderea, efectuează munca A1.
Pentru a reveni la starea inițială, substanța de lucru dă restul de căldură Q2 la frigider la temperatura T20, T1> T2.
Fig. Schema tehnologică care realizează ciclul termic Carnot.
Toate unitățile de refrigerare funcționează în conformitate cu acest principiu. Unitățile de răcire reale, cum ar fi mașinile termice, nu funcționează pe ciclul Carnot (se utilizează și alte cicluri).
Un dispozitiv care funcționează pe un ciclu de răcire poate avea un scop dublu. Dacă efectul benefic este selectarea unei anumite cantități de căldură | Q2 | din corpurile răcite (de exemplu, din produsele din compartimentul frigider), atunci un astfel de dispozitiv este un frigider obișnuit.
Dacă efectul benefic este transferul unei anumite căldări | Q1 | corpuri încălzite (de exemplu, aer interior), atunci un astfel de dispozitiv este numit o pompă de căldură.
Trebuie să spun că mașinile Kapno nu sunt furate deloc. Cu toate acestea, automobilul ideal Kapno joacă un rol important în ingineria termică. Se pare, în timpul valorile date ale maxime și minime de temperatură nagpevatelya - frigider, Kapno are o spedi maximă eficiență toate motoarele termice posibile
Pe baza celor de mai sus, s-au dovedit următoarele afirmații, numite teoreme Carnot:
Eficiența unui motor termic, care funcționează la valori date ale temperaturii încălzitorului și mai rece, nu poate fi mai mare decât eficiența mașinii, care funcționează pe ciclul Carnot reversibil cu aceleași valori ale încălzitorului și temperaturi mai scăzute.
Coeficientul de eficiență al unei mașini termice care funcționează în ciclul Carnot nu depinde de natura fluidului de lucru, ci numai de temperaturile încălzitorului și a frigiderului.
Considerațiile de mai sus se bazează pe derivarea formulei Carnot, care oferă eficiența maximă posibilă a unui motor termic ideal care funcționează la o diferență de temperatură dată între un încălzitor și un frigider:
Real mașină nu poate lucra cu un astfel de eficiență, deoarece este frecare și pierderile de căldură inevitabile. Pentru mașină cu abur de lucru, de exemplu, la o temperatură de cazan 130 C (403 K) și condensator temperatură 30 C (303 K), randamentul termodinamic este 100/403, adică, mai puțin de 25%.
Astfel, eficiența mașinii care funcționează în ciclul Carnot este maximă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: