Цикл Карно.
Особое место в термодинамике занимает цикл, предложенный французским инженером Сади Карно и называемый циклом Карно. Этот цикл состоит из двух изотермических и двух адиабатных процессов (см. рис.). В качестве рабочего тела рассматривается идеальный газ. В случае прямого цикла: 1-2 - изотермическое расширение при температуре нагревателя Т1; 2-3 - адиабатное расширение; 3-4 - изотермическое сжатие при температуре охладителя Т2; 4-1 - адиабатное сжатие. Цикл Карно представляет собой идеализацию цикла реальной тепловой машины. Предполагается, что все процессы в нем равновесные (т. е. происходят квазистатически). Найдем выражение для КПД идеального цикла Карно. Работа, совершенная за цикл, равна
Используя закон Бойля-Мариотта и уравнение Пуассона, можно доказать, что
Тогда Количество теплоты, полученное от нагревателя, равно
Следовательно, КПД идеального прямого цикла Карно
Особое значение цикла Карно в термодинамике связано с тем, что для него КПД имеет наибольшее значение среди всех циклов при заданных температурах нагревателя и охладителя. Для холодильной установки, использующей обратный цикл Карно, холодильный коэффициент равен
Коэффициент перекачки тепла теплового насоса с циклом Карно
|
.
.
.
.
.
.
.
