2015-10-22
5829
Тепловой машиной называют устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую. Для этого используют рабочее тело - вещество, способное воспринимать тепло и совершать работу. В качестве него может быть использован идеальный газ, водяной пар и т.д. С рабочим телом в тепловой машине осуществляют круговой процесс или цикл, при которой система посла ряда изменений возвращается в исходное состояние (Рис.10.2). Работа цикла: 
. Для этого на участке 1 - 2 рабочее тело нагревается, подводится тепло от нагревателя 
, а на участке 2-1 - охлаждается, отдает холодильнику тепло 
. Тогда по первому началу термодинамики:
откуда получаем:
(10.3)
Коэффициент полезного действия (к. п. д.) 
равен 
.
(10.4)
Найдем максимальный к. п. д. тепловой машины. Из формул (10.1), (10.2) и (10.4) следует, что для получения 
или цикл должая быть составлен ив обратимых процессов. Такой цикл будет включать два изотермических (1-2, 3-4) и два адиабатических процесса (2-3, 4-1) (цикл Карно, 1824 г.), он изображен на Рис. 10.3. Найдем его к. п. д.
Используя уравнений адиабаты 
, находим для процессов
2-3, 4-1:
откуда:
. Тогда 
(10.5)
Таким образом, тепловой машины не зависит от рабочего тела и тем выше, чем нижа температура холодильника.
