Круговые процессы. В термодин. и в технике большое знач

В термодин. и в технике большое знач. имеют круговые процессы или циклы – такая совокупности терм. процессов, в рез. кот. сист. возвр. в исх. сост. Равновесные круг. процессы изобр. в диагр. P-V P-T и т.д. в виде замкн. кривых, поскольку началу и концу кругового процесса соотв. одна точка на диагр.

Тело, совершающее круг. процесс и обменивающееся энергией с др. телами наз. раб. телом. Обычно – газ. круг. пр. лежат в основе раб. всех тепл. машин – двигат. внутр. сгор., пар. и газ. турбин, холодильных машин и др. Поэтому одной из главных задач термод. – изуч. круг. процессов.

Произв. равновесный кр. процесс, соверш. из сост. С₁ в сост. С₂ можно усл. разбить на два пр.: расшир. газа из сост. С₁ в сост. С₂ – кривая a и сжатие из сост. С₂ в сост. С₁.

При расш. газ. сов. полож. раб. А₁, кот. измер. площадью V₁C₁aC₂V₂. При сжатии газа внешн. силы сов. над газом полож. раб. А’₂ = -А₂ – площадь V₁C₁bC₂V₂. Из рис. видно, что А₁> А’₂ и равна площ. C₁aC₂bC₁. Этот цикл наз. прямым. Примером м.б. цикл сов. раб. телом в тепл. двиг., где теплота от внешн. ист. поступает к раб. телу и часть ее отдается в виде работы др. телом. Если бы круг. пр. протекал в обр. напр., т.е. против час. стрелки, то сумм. работа, сов. газом за цикл оказалась бы отриц. и измер. бы по прежнему площадью C₁aC₂bC₁. Такой цикл наз. обратным. Примером обр. цикла явл. круг. процесс, сов. раб. телом в холодильной машине. В обр. цикле раб. тело передает теплоту от холл. тела к более нагретому за счет затраты положительной раб. внешних сил.

Внутр. энергия раб. тела зависит только от его термод. состояния. Поэтому полное изм. вн. эн. раб. тела за цикл

ΔU = 0

Значит, для любого круг. процесса по 1-му з-ну т.д. б.

Q = A

Q – общее к-во теплоты, сообщ. раб. телу в данном цикле

А – работа, сов. раб. телом за цикл.

В прямом цикле Q>0, т.е. к раб. телу подводят тепл. больше, чем от него отводится, соответственно, за цикл соверш. полож. работа А = Q

В обр. цикле Q<0, и за цикл внешние силы сов. раб. A’ = -A>0

Рис.18