Прямий оборотний цикл Карно (стор. 242-246)

Циклом Карно називають цикл, який складається з двох ізотермічних і двох адіа-батних процесів. Розглянемо його у pv-коо-рдинатах.

Для того, щоб виконувати роботу, систе-ма повинна складатись із трьох тіл: гарячо-го джерела, робочого тіла і холодного дже-рела.

У точці 1 робоче тіло підключається до гарячого джерела і в процесі підведення теплоти робоче тіло ізотермічно розширює-ться, і до нього підводиться одиниць теп-лоти. 1-2 – ізотермічний процес розширен-ня тіла. У точці 2 робоче тіло відключаєть-ся від гарячого джерела і продовжує роз-ширюватись в адіабатному процесі 2-3. У точці 3 тіло підключається до холодного джерела і стискується ізотермічно в процесі 3-4, під час якого робоче тіло віддає джере-лу одиниць теплоти. У точці 4 робоче ті-ло відключається від холодного джерела і стискується адіабатно в процесі 4-1.

Ефективність характеризується терміч-ним коефіцієнтом корисної дії (ККД), який позначається літерою і являє собою від-ношення теплоти, яка перетворена у роботу в циклі до теплоти, яка підведена до робочого тіла в цьому циклі, :

Розглянемо цикл Карно у Ts-діаграмі.

Користуючись Ts-діаграмою, знайдемо значення і . Відомо, що у Ts-діаграмі площа під кривою процесу є в деякому мас-штабі теплота цього процесу.

;

(1)

З рівняння (1) випливають такі виснов-ки:

1. Для того, щоб виконувалася робо-та, треба мати різницю темпера-тур (), бо якщо , тоді .

2. Термічний ККД циклу Карно зав-жди менше одиниці, так як він мо-же дорівнювати 1 за умови або , але ні те, ні інше недосяжне: .

3. Термічний ККД циклу Карно не залежить від природи робочого ті-ла, а залежить тільки від початко-вої і кінцевої температур. Чим нижче і чим вище , тим більше ККД.