Главная > Факультативный курс физики. 9 кл.
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 26. КПД ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Коэффициент полезного действия теплового двигателя определяется отношением полезной работы А, совершенной двигателем, к количеству теплоты полученному им от нагревателя:

В результате завершения замкнутого цикла газ в цилиндре находится в исходном состоянии и обладает тем же запасом внутренней энергии каким он обладал в исходном состоянии, т. е. Поэтому из первого начала термодинамики следует:

где А — работа, совершенная над газом в цилиндре - количество теплоты, переданное газу в течение цикла. Количество теплоты, переданное газу за цикл, равно разности:

где — количество теплоты, полученное от нагревателя, количество теплоты, переданное холодильнику. Переходя от работы А, совершенной внешними силами над газом в цилиндре, к работе А, совершенной газом над внешними телами:

получим для коэффициента полезного действия тепловой машины следующее выражение:

Впервые на необходимость использования для работы тепловой машины двух тел с различными температурами нагревателя и холодильника указал французский инженер Сади Карно в работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу», опубликованной в 1824 г. В качестве исходного положения в своих теоретических расчетах Карно использовал принцип невозможности осуществления вечного двигателя, заложив тем самым основание термодинамики как метода научного исследования.

Карно не только сформулировал второй закон термодинамики, но и высказал в общей форме закон сохранения и превращения энергии. Он установил также чрезвычайно важную для практики зависимость КПД тепловой машины от разности температур нагревателя и холодильника: максимально достижимый КПД тепловой машины любой конструкции независимо от выбора рабочего тела определяется выражением:

где температура нагревателя, — температура холодильника. Следовательно, любая реальная тепловая машина может иметь лишь КПД

Анализ этого выражения показывает, что для повышения КПД тепловых машин существует два пути: повышение температуры нагревателя и понижение температуры холодильника . Значение КПД тепловой машины могло бы стать равным единице, если бы имелась возможность использовать холодильник с температурой, равной абсолютному нулю:

Однако этот путь даже теоретически неосуществим, так как абсолютный нуль, согласно представлениям термодинамики, не может быть достигнут. Любой способ охлаждения рабочего тела может привести к снижению его температуры до сколько угодно малой величины, но все же большей абсолютного нуля.

Наиболее приемлемыми холодильниками для реальных тепловых машин являются атмосферный воздух или вода при температуре около 300 К. Так как масса земной атмосферы или воды в реках и океане очень велика, даже в результате длительного использования в качестве холодильников при работе тепловых машин температура их остается практически неизменной. Однако при использовании холодильника с температурой для получения высоких значений КПД тепловой машины необходимо иметь нагреватель со значительно более высокой температурой. Так, например, если использовать нагреватель с температурой а холодильник с температурой то максимальное значение КПД тепловой машины оказывается равным лишь

Следовательно, основной путь повышения КПД тепловых машин — это повышение температуры нагревателя.

Вытеснение в современной технике паровых машин двигателями внутреннего сгорания и газовыми турбинами в значительной мере объясняется более высокими значениями их КПД из-за более высоких значений температуры рабочего тела.

1
Оглавление
email@scask.ru