Обратный цикл (холодильник)

Прямой цикл (тепловая машина).

Круговые процессы (циклы).

Обратимые и необратимые процессы.

Введение

Первое начало утверждает, что невозможно построить периодическую машину, которая производила бы работу больше, чем она получает теплоты. (закон сохранения энергии). Выражая всеобщий закон сохранения и превращения энергии, 1 начало не позволяет определить направление процесса. Так не противоречит 1 началу термодинамики самопроизвольная передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Но на практике такого процесса нет. Второе начало указывает на направление процесса. Есть много формулировок 2-ого начала. Одна из них: самопроизвольно, то есть без совершения работы, тепло переходит от более нагретого тела к менее нагретому.

2-ое начало устанавливает какое количество теплоты можно превратить в работу. Оно дает максимальный к.п.д. для тепловых машин, меньший единицы., то есть все тепло нельзя превратить в работу. Для того, чтобы создать периодически действующую машину, производящую работу нужно иметь источник тепла, холодильник и рабочее тело.

Процесс называется обратимым, если он может быть проведен в обратном направлении через те же состояния, что и при прямом ходе и при этом в окружающих систему телах не происходит никаких изменений.

Всякий процесс, не удовлетворяющий этим требования, называется необратимым.

Все реальные тепловые явления необратимы. Чтобы изобары, изохоры, изотермы, адиабаты были обратимы нужно, чтобы они протекали бесконечно медленно, через равновесные состояния. Если система идеально изолирована, то адиабатический процесс тоже будет обратимым, его можно провести бесконечно медленно.

Явления переноса, переход тепла к более холодным телам, расширение газа в пустоту – все это необратимые процессы. Необратимые процессы имеют конечную скорость протекания.

Процесс, в результате которого система возвращается в первоначальное состояние, называется круговым процессом (циклом). Если процесс идет по часовой стрелке, то он называется прямым, если против – обратным.

Цикл является обратимым, если он обратим на всех участках. Если он на каком либо участке необратим, то он необратим полностью.

	В процессе 1а2 – при прямом цикле теплота превращается в работу. В них линия расширения лежит выше линии сжатия. Теплота . - площадь под кривой. Прямые циклы совершают все тепловые машины. В процессе 2в1: .
Рис. 1.

Рис. 2.

Прямой цикл (рис.1) используется в тепловом двигателе, совершающем работу за счет получения извне тепла (рис.2).

Обратный цикл (рис.3) используется в холодильниках – периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более


Рис. 3.	Рис. 4.

высокой температурой (рис.4). Работа, совершаемая за цикл равна

К.п.д. цикла

В холодильной машине рабочее тело отнимает тепло от продуктов за счет работы внешних сил и отдает через заднюю стенку в окружающую среду (охладитель).