Процесс работы теплового двигателя

Второй закон термодинамики

Немецкий физик Р. Клаузиус сформулировал этот закон так:____________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тепловым двигателем называется ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Некоторые виды тепловых двигателей:____________________________________________________________

Физические основы работы всех тепловых двигателей одинаковы. Тепловой двигатель состоит из трех основных частей:_______________________________________________________________________________

Рабочим телом называется _____________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________

Реально существующие тепловые двигатели (паровые машины, двигатели внутреннего сгорания и т. д.) работают циклически.

Для этого рабочее тело должно совершать ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________

Круговые процессы изображаются на диаграмме (p, V) газообразного рабочего тела с помощью замкнутых кривых.

При расширении газ совершает________________________________________________

При расширении газ совершает__________________________________________________

Полная работа за цикл A = A₁ - A₂ на диаграмме (p, V)__________________________________

Для того, чтобы в цикле получить выигрыш в работе, цикл нужно обходить по часовой стрелке. При этом температура газа изменяется.

Тепловой резервуар ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Совершая круговой процесс, рабочее тело получает от нагревателя некоторое количество теплоты Q ₁ и отдает холодильнику количество теплоты Q ₂.

При этом совершается работа A, равная______________________________________________________________________________________

Энергетическая схема тепловой машины

Q₁ –_____________________________________________________

Q₂ – _____________________________________________________

А – ____________________________________________________

Итак, в тепловых двигателях не вся внутренняя энергия пара или газа превращается в механическую энергию.

Пусть Aп – полезная работа; Q₁ – количество теплоты, поступившее от нагревателя; Q₂ – количество теплоты, отданное холодильнику: Aп = Q₁ – Q₂.

Тогда____________________________________________________________

Коэффициентом полезного действия η_________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Коэффициент полезного действия η указывает,___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Остальная часть (1 – η) была «бесполезно» передана холодильнику.

Коэффициент полезного действия тепловой машины______________________________________________

В начале XIX века французский инженер Сади Карно исследовал пути повышения КПД тепловых двигателей. Он придумал цикл, который должен совершать идеальный газ в некоторой тепловой машине, такой, что при этом получается максимально возможный КПД.

Цикл Карно состоит_______________________________________

Коэффициент полезного действия цикла Карно:

______________________________________________________________

Очевидно, что для увеличения КПД нужно_______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Понижать температуру холодильника искусственно невыгодно, так как это требует дополнительных затрат энергии.

Повышать температуру нагревателя можно тоже до определенного предела, так как различные материалы обладают различной жаропрочностью при высоких температурах.

Однако формула Карно показала, что___________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Примеры решения задач.