Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Прямой и обратный циклы карно. ЭнтропияСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Круговые процессы, или циклы, совершаемые рабочими телами (веществами) в машинах, разделяются на прямые, в которых теплота превращается в работу, и обратные. По прямым циклам работают тепловые двигатели. Они вырабатывают механическую энергию путем переноса теплоты с более высокого температурного уровня на более низкий. Обратный цикл используется машинами, преобразующими механическую работу в отрицательные тепловые потоки. Так работают холодильные машины и тепловые насосы, переносящие теплоту с более низкого температурного уровня на более высокий. Циклы Карно (прямой и обратный) изображены на рисунке 30.4 в координатах р—v (давление — удельный объем). Теплоноситель, подвергаемый преобразованиям в тепловых машинах: сжатию, расширению, нагреванию, охлаждению, фазовым переходам и др., называют рабочим телом машины. Прямой цикл Карно. Исходным состоянием рабочего тела двигателя является состояние точки 1. На участке 1—2 цикла рабочее тело сжимается адиабатически, т. е. без потерь теплоты. В точке 2 к нему начинают изотермически подводить теплоту q1 от высокотемпературного источника, в результате чего рабочее тело расширяется по линии 2—3. На участке 3—4 расширение рабочего тела продолжается уже без подвода теплоты, т. е. адиабатически. На участке 4—1 от рабочего тела с помощью источника низкой температуры отбирается теплота q2. В двигателях, работающих по разомкнутому циклу, когда теплоноситель в каждом цикле работы обновляется, процесс охлаждения заменяется процессом обновления теплоносителя. Разность подведенной и отведенной в цикле теплоты соответствует выработанной в цикле работе ζ= q1—q2 Обратный цикл Карно. В обратном цикле Карно те же процессы происходят в обратной последовательности. Исходное состояние рабочего тела теперь — точка 4. Адиабатически сжатое компрессором по линии 4—3 рабочее тело охлаждается изотермически по линии 3—2 и далее продолжает расширяться адиабатически по линии 2—1. На изотерме 1—4 к рабочему телу подводится теплота камеры охлаждения и оно возвращается к исходному состоянию точки 4. Энтропия. Ряд простых задач теплотехники и холодильной техники решаются с использованием таких параметров, как давление, плотность и темпера-Рис. 30.4. Изображение циктура (для газов) или температура, тепло лов Карно в координатах р—v емкость и масса тела (для твердых и жидких тел). Однако при переходе к задачам, связанным с переходом теплоты в работу и обратно, оказывается, что этих параметров недостаточно. Теплоносители и окружающая среда оказываются связанными еще одним параметром. Он характеризует возможность использования теплоты теплоносителя. Эта возможность словесно формулируется в виде второго начала термодинамики: самопроизвольно теплота может передаваться только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Эта формулировка второго начала термодинамики может интерпретироваться следующим образом. Не всякая теплота, аккумулированная рабочим телом с более высокой температурой Т, одинаково полезна с точки зрения использования для совершения внешней работы. Если ее количество определяется температурой, теплоемкостью и массой тела, то ее полезность, кроме того, зависит от параметров второго тела, имеющего более низкую температуру 7Х. В качестве него зачастую выступает окружающая среда. Из параметров второго тела температура имеет решающее значение для получения полезной работы. Разность температур Т и холодильника Тх, отнесенная к температуре Т, представляет собой термический КПД тепловой машины Если эта разность температур (Т— Тх)велика, то теплоту, запасенную рабочим телом, называют высокопотенциальной, и наоборот, если эта разность мала, то теплоту называют низкопотенциальной. Понятие потенциала источника теплоты дублируется более широко используемым понятием «энтропия» S. Слово «энтропия» происходит от греческого entropia и означает поворот, или превращение. Его ввел немецкий физик Р. Клаузиус (1822—1888), член-корреспондент Петербургской академии наук. Энтропия, так же как и потенциал, не имеет установленного уровня начала отсчета; в расчетах используют только ее приращение где Δq = c(T— Тх) — преобразуемая в рассматриваемом процессе разность энтальпий источника теплоты; с —его удельная теплоемкость. Единицы измерения энтропии соответствуют единицам измерения теплоемкости. С понятием энтропии тесно связано понятие эксергии как максимальной работы, которая может быть совершена системой при переходе из данного состояния в равновесное с окружающей средой. Использование энтропии существенно облегчает расчеты и графическое представление процессов. Построение процессов в диаграммах «температура — энтропия Т—s» или «энтальпия — энтропия ϊ—s» оказывается относительно простым и потому широко используется. Значительные затруднения в понимании трактовки понятия «энтропия» возникают из-за отнесения ее только к одному рабочему телу. Необходимо помнить, что такое отнесение возможно только в предположении «по умолчанию», что параметры тела с более низкой температурой во всех оценках с использованием энтропии остаются постоянными. Если в каком-либо процессе происходят потери энергии системы Δq, их можно определять приращением энтропии Δs = Δq/T Соответственно в теоретических процессах, в которых потерями энергии пренебрегают, энтропия не изменяется: Δs = 0. Такие процессы называют изоэнтропическими или обратимыми. Все реальные процессы протекают с возрастанием энтропии. В этом смысле они называются необратимыми или протекающими с невосполнимыми потерями.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; просмотров: 1192; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.31.64 (0.008 с.) |