Карноның тура қайтымды циклы
Егер циклдың кейбір аймақтарында температура өзгеріссіз болса, қайтымды еркін циклды жүзеге асыру кезінде жылу көзін азайтуға болады, яғни изотермиялық процестерде. Циклдегі барлық жылу изотермиялық процесте жеткізіліп және әкетілетін кезде оның шегі болады. Бұл шекті жағдайда жылудың тұрақты температуралы екі көзі талап етіледі: бірі жылубергіш, бірі жылуқабылдағыш.
Бұл жағдайларда қайтымды циклды келесідей жолмен алуға болады. Алдымен кеңеюдің изотермиялық процесінде тұрақты температуралы жылубөлгіштен жұмысшы денеге қайтымды жылу беріледі. Содан соң, дене мен жылу көзі арасында жылу алмасу болмайтын, кеңеюдің қайтымды адиабаталық процесінде жұмысшы дененің температурасы жылуқабылдағыш температурасына дейін төмендейді. Әрі қарай, қайтымды изотермиялық процесте жылуқабылдағыш температурасында жұмысшы денеден оған жылудың әкетілуі жүреді. Циклді тұйықтайтын процесс, сыртқы жылу көздерімен жылу алмасу болмағандықтан температура бастапқыға дейін жоғарылайтын және жұмысшы дене бастапқы күйіне оралатын, адиабаталық процесс болу керек. Осылай, тұрақты температуралы жылудың екі көзі арасында жүрген қайтымды цикл, екі қайтымды изотермиялық және екі қайтымды адиабаталық процестен тұруы қажет.
Алғаш рет бұл цикл Сади Карноның 1824 жылы жарыққа шыққан «Оттың қозғалтқыш күші туралы және осы күшті дамытуға қабілетті машиналар туралы ойлар» еңбегінде қарастырылды. Осы циклды білу үшін жылу машинасын елестетейік, ондағы цилиндр қажетіне қарай абсолютті жылуөткізгішті немесе
абсолютті жылуөткізбейтін болуы мүмкін. Поршеньнің бірінші жағдайында
жұмысшы дененің бастапқы параметрлері
p1, v1 ,
ал температурасы T1
жылубергіштің температурасына тең. Егер цилиндр абсолютті жылуөткізгішті болса, оны шексіз үлкен энергиясыйымдылықты жылубергішпен қосса және
жұмысшы денеге жылуды
q1 изотерма 1-2 бойынша жеткізсе, онда газ 2-ші
нүктеге дейін кеңейеді де, жұмыс атқарады. 2 нүктенің параметрлері
p2 , v2 ,T1 . 2
1
нүктеден цилиндр мүлдем жылу өткізбейтін болу керек. Температурасы T жұмысшы дене адиабата 2-3 бойынша жылуқабылдағыштың температурасына Т2 дейін кеңее отырып, жұмыс атқарады. 3-ші нүктенің
параметрлері p3 , v3 ,T2 . 3-ші нүктеден цилиндрді толығымен жылуөткізгіш
етеміз. Жұмысшы денені 3-4 изотерма бойынша сыға отырып, бірмезетте
жылуды q2
жылуқабылдағышқа береміз. Изотермиялық сығылудың соңында
жұмысшы дененің параметрлері
p4 , v4 ,T2
болады. Абсолютті жылу өткізбейтін
цилиндрде 4 нүктеден адиабаталық сығылу процесімен 4-1 жұмысшы дене бастапқы күйіне қайта оралады. Осылай, барлық цикл бойынша жұмысшы
денеге жылубергіштен q1
әкетілді.
жылу беріліп және жылуқабылдағышқа q2
жылуы
Циклдің термиялық п. ә. к.
t
q1 q2 / q1 1 q2 / q1
(201)
1-2 изотерма бойынша келтірілген жылуды анықтаймыз
Достарыңызбен бөлісу: |
