Термический и холодильный коэффициент циклов.

В прямом круговом термодинамическом процессе 1-3-2-4 к рабочему телу на участке 132 подводится некоторое количество теплоты q₁.

За счет этой теплоты, а также за счет изменения внутренней энергии, рабочее тело совершает работу, которая равна площади фигуры 13265.

На участке 2-4-1 при сжатии рабочего тела затрачивается работа l_сж, равная площади фигуры 14265. Часть этой работы отводится от рабочего тела в виде теплоты q₂ к теплоприемнику, а часть идет на изменение внутренней энергии.

Полезная работа одного цикла определяется разностью работ расширения и сжатия и на pV− диаграмме определяется площадью фигуры 1-3-2-4 (l=l_p+l_сж) (l_сж - отрицательна).

Соотношение между работой и количеством теплоты определяется первым законом термодинамики.

Внутренняя энергия является функцией состояния, а поскольку в круговом процессе начальное и конечное состояние совпадает, то .

Следовательно

Последнее уравнение определяет часть теплоты, которая превращается в работу, т.е. теплоты, полезно использованной в цикле. Таким образом, чем больше подвёденная теплота q₁ и чем меньше отведенная теплота q₂, тем большее кол-во теплоты превращается в цикле в работу, а следовательно, тем выше эффективность цикла.

Для оценки совершенства преобразования теплоты в механическую работу вводится термический коэффициент полезного действия. Термический к.п.д. термодинамического цикла называется отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщённой рабочему телу от внешних источников:

Термический к.п.д. термодинамического цикла показывает, какая часть теплоты превращается в работу в условиях протекания идеального цикла. Значение термического к.п.д. всегда меньше единицы. Если бы , то или q₁+∞ или q₂=0, что на практике не осуществимо.

Рассмотрим теперь обратный цикл (против часов стрелки). В таком цикле работа сжатия больше работы расширения (площадь фигуры 1-4-2-6-5 больше площади фигуры 1-3-2-6-5).

l_сж – отрицательна (

При этом теплота отбирается из холодного источника и отдается горячему источнику.

q₂ – теплота, которая отводится от горячего источника, l− рабочего цикла.

То есть в обратном цикле, при затрате работы извне, теплота будет перетекать от холодного источника к горячему.

Степень совершенства обратного цикла определяется холодильным коэффициентом E, который представляет собой отношение кол-ва теплоты q₂, отведенной в обратном термодинамическом цикле от охлаждаемой системы, к работе l,затраченной в этом цикле.