Круговые термодинамические процессы

Работа, производимая рабочим телом при расширении от давления p₁ до p₂ (рис. процесс 1-3-2)

При однократном расширении получим ограниченное количество работы.

Для повторного получения работы необходимо возвратить рабочее тело в исходное состояние, т.е. сжать его. Такой процесс называется замкнутым (круговым) процессом или циклом.

На сжатие рабочего тела должна быть затрачена работа, которая должна быть подведена от какого-либо внешнего источника.

Работа, полученная в таком круговом процессе (суммарная работа).

Процесс возвращения рабочего тела из конечного состояния 2 в начальное состояние 1 может осуществляться одним из трех путей:

1. По кривой сжатия 2-3-1. При этом работа сжатия будет равна работе расширения. В результате суммарная работа в круговом процессе будет равна нулю.

2. По кривой сжатия 2-6-1, расположенной над кривой расширения 1-3-2. При этом работа сжатия больше работы расширения (пл. 26154 > пл. 13245). Суммарная работа в таком круговом процессе будет отрицательной.

3. По кривой сжатия 2-7-1, расположенной ниже кривой расширения. В этом круговом процессе работа расширения больше работы сжатия.

Площадь 1-3-2-7-1 – работа цикла.

Следовательно, чтобы работа цикла была положительной, нужно, чтобы кривая сжатия была в pV−;диаграмме должна лежать ниже кривой расширения.

Циклы, в которых теплота превращается в положительную работу, называют прямыми. Такие циклы протекают в pV− диаграмме, по часовой стрелке. По прямым циклам работают тепловые двигатели.

Цикл, в результате которого получается отрицательная работа, называется обратным. В pV− диаграмме такие циклы протекают против часовой стрелки. По обратному циклу работают холодильные машины.

Циклы, в которых все процессы обратимые, называют обратимым циклом.

Если хотя бы один процесс в цикле не обратим, то такой цикл называется необратимым.