За исследование этой практической проблемы взялся молодой инженер Сади Карно
жүктеу/скачать 152,3 Kb.
|
Второй закон термодинамики
| – 2 и 2 – 1. Цикл, который на TS-диаграмме изображен прямоугольником ABCD, получил название цикла Карно. К.п.д. цикла Карно невозможно превысить никакими средствами, а его величина зависит только от температуры: наиболее высокой (изотермаАВ) и наиболее низкой (изотерма DC):
η K = В этом заключается суть второго закона термодинамики. Из уравнения видно, что основным путем увеличения эффективности тепловых двигателей является повышение верхней температуры T 1 , при которой теплота подводится к рабочему телу, и понижение нижней T 2, при которой теплота отводится. Теплота в конечном счете отводится к окружающей среде (в воздух или в воду). В связи с этим минимально возможная температура отвода теплоты близка к температуре этих сред. Соотношение, справедливое и для обратимых (знак равенства), и для необратимых (знак >) процессов в любой системе, представляет собой аналитическое выражение второго закона термодинамики: Относительно процессов, из которых составляется цикл Карно (см. рис. 2.1), не было выдвинуто условий их протекания, кроме того, что в процессе а теплота подводится, а в процессе b – отводится. На самом деле среди многочисленных возможных процессов часто выделяются четыре вида, условием осуществления которых есть постоянство одного из параметров состояния газа (рис. 2.2). Изотермический процесс происходит при постоянной температуре; на TS -диаграмме изображается горизонтальными линиями. Изоэнтропный процесс расширения или сжатия происходит без трения таким образом, что тепло к газу не подводится и не отводится (dQ =0). На TS -диаграмме этот процесс изображается вертикальными прямыми. Изобарный процесс осуществляется при постоянном давлении p. Такие процессы очень широко представлены в природе и технике. На ТS диаграмме изобара изображена кривой линией. Изохорные изменения состояния газа происходят, когда его нагревают или охлаждают при постоянном объеме. Изохора на TS- диаграмме изображена пунктирной кривой, более крутой, чем изобара. Термодинамический цикл тепловых двигателей обычно состоит из ряда вышеназванных процессов. Для иллюстрации приведем в TS- диаграмме термодинамический цикл, по которому работает традиционная установка тепловой электрической станции, так называемый пароводяной цикл Ренкина (рис. 2.3). Питательная вода, которая поступает в паровой котел, нагревается в нем (изобараа – в), испаряется (изотерма, которая совпадает с изобаройв – с), образовавшийся пар перегревается в пароперегревателе (изобарас – д) до температуры Т1. Далее в турбине происходит изоэнтропное расширение пара (изоэнтроп аd – е), а в конденсаторе при Т 2 =const – его конденсация (изотерма е – f, которая совпадает с изобарой). Затем конденсат подается в котел насосом (изоэнтроп аf – а). Рис. 2.3. Термодинамический цикл, по которому работает традиционная установка тепловой электрической станции (пароводяной цикл Ренкина) жүктеу/скачать 152,3 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|