Механізм отримання роботи

Слід визначити, яким чином змінюєть-ся енергія тіла під час виконання ним ро-боти. Для цього розглянемо Te-діаграму, де зобразимо всі складові частини енергії ро-бочого тіла. По осі ординат відкладемо аб-солютну температуру, а по осі абсцис – ене-ргію в .

Точка 1 характеризує початковий стан робочого тіла. По осі абсцис відкладемо значення точки 1. Відкладемо теплоєм-ність тіла під час сталих об’єму () і тиску (). Отримаємо декілька площин.

Площа а-1-6-0 еквівалентна зв’язаній енергії робочого тіла, .

Площа а-2-5-0 – внутрішня енергія ро-бочого тіла .

Тоді, так як , то площа 1-2-5-6 – це є вільна енергія .

Площа а-2-4-0 – рівна ентальпії .

Відома формула Р. Майєра дорівнює площі 5-4. Тоді площа 2-3-4-5 ек-вівалентна .

Припустимо, є гаряче джерело , від якого теплота підводиться до робочого тіла в ізотермічному процесі. Тобто, під час під-ведення теплоти стан робочого тіла буде змінюватись за ізотермою 1-2. Прослідкує-мо, які зміни енергії робочого тіла будуть протікати під час цього ізотермічного про-цесу.

Так як це ізотермічний процес, то:

і .

;

; .

У процесі виконується робота . Тоді ро-бимо висновок, що . Ця залежність є чисто кількісна, і вона не відповідає фізик-ному змісту цього процесу. Тобто, прослід-куємо, які ще зміни енергії робочого тіла протікають в ізотермічному процесі. По мі-рі підведення теплоти буде змінюватись стан робочого тіла. Точка 1 буде пересува-тись у напрямку 2, і у точці 2 закінчиться ізотермічний процес. Під час цього буде зменшуватись вільна енергія і збільшува-тись зв’язана енергія. У стані 1` збільши-лась зв’язана енергія до площі а-1`-5`-0, а вільна енергія зменшилася до площі 1`-2-5-5`. У точці 2 вся вільна енергія переходить у зв’язану, і робоче тіло втрачає здатність перетворювати теплоту у роботу. Останню робоче тіло виконує шляхом зміни потенці-альної енергії тиску робочого тіла.