Круговые процессы

Круговым процессом (циклом) называют процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное.

На диаграмме цикл изображается замкнутой кривой:

Цикл, совершаемый идеальным газом, можно разбить на процессы расширения () и сжатия () газа.

Работа расширения (определяется площадью фигуры ) положительна (), работа сжатия (фигура ) отрицательна. Следовательно, работа, совершаемая газом за цикл, определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой.

Прямой цикл (совершается по часовой стрелке) используется в тепловых двигателях, обратный – в холодильных машинах.

В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние и, следовательно, полное изменение внутренней энергии газа равно нулю. Поэтому, первое начало термодинамики для кругового процесса выглядит так:

Однако, в результате кругового процесса система может теплоту как получать, так и отдавать, поэтому , где - количество теплоты, полученное системой, а - отданное.

Тогда коэффициент полезного действия:

Процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причём если такой процесс проходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.