Циклы тепловых машин

Идеализированная схема действия всякой тепловой машины с двумя источниками теплоты представлена на рисунке 14.

Рис. 14 Схема действия тепловой машины

От источника теплоты при температуре Т₁ отнимается за цикл количество теплоты Q₁, совершается полезная работа, и часть теплоты передаётся холодильнику при температуре Т₂<Т₁

Рентабельность того или иного двигателя определяется коэффициентом полезного действия (к.п.д.). Существует несколько видов к.п.д. Нами будет рассмотрен только термический к.п.д. (h_t)

h_t показывает насколько эффективно расходуется подведённое к системе тепло и представляет собой отношение совершённой циклом работы к затраченному теплу. Чем выше к.п.д., тем выше рентабельность тепловой машины.

,

где L – совершённая циклом работа,

Q₁ – подведённое к системе тепло

Напомним, что работа цикла выражается как разность подведённого и отведённого тепла, следовательно, выражение для h_t можно записать:

Исходя из этого выражения рассчитываются все циклы тепловых машин.

К.п.д. величина безразмерная и может выражаться как в долях единици, так и процентах (если умножить на 100%).

Из представленного выражения можно сделать вывод, что h_t тепловых машин всегда меньше 1. К.п.д. был бы равен 1, если бы Q₂ равнялось нулю, или Q₁ ®¥, что на практике недостижимо.