Теплова машина Карно
Спочатку дослідження в області термодинаміки – науки, що вивчає перетворення енергії в тепло і роботу, – в основному концентрувалися на функціонуванні двигунів і на те, як в них використовується паливо (наприклад, вугілля). “Батьком термодинаміки” частіше за інших називають Сади Карно – завдяки його праці “Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю силу” (1824).
Карно невтомно вивчав потоки тепла в машинах. Зауважимо, однією з причин такої його захопленості було те, що британські парові машини вважалися тоді більш ефективними, ніж французькі. У ті часи в парових машинах зазвичай спалювали дрова чи вугілля, перетворюючи воду в пар. Пар під високим тиском рухав поршні машини. Коли пар виходив через випускний клапан, поршні поверталися в початкове положення. Холодний радіатор перетворював відпрацьований пар в воду, яку знову можна було нагріти для перетворення в пару, що рухає поршні.
Карно мріяв про ідеальну машині, здатної перетворити в корисну роботу все підводиться до неї тепло, не втрачаючи ні найменшого кількості енергії. Після експериментів Карно зрозумів, що ні один пристрій не може працювати за такої ідеальної схемою – якась частина енергії обов’язково розсіється в навколишньому середовищі. Теплова енергія не може бути повністю перетворена в механічну роботу. Дослідження Карно допомогли поліпшити конструкцію машин, щоб вони могли працювати з максимально доступною ефективністю. Його уявна теплова машина має максимальний ККД і називається зараз машиною Карно.
Карно цікавився “циклічними машинами”, де на різних стадіях кругового циклу машина поглинає або віддає тепло. Він показав, що неможливо створити таку машину, яка мала б 100% – м ККД. Цей факт є однією з формулювань другого початку термодинаміки. На жаль, у 1832 р Карно заразився холерою і помер. За наказом органів охорони здоров’я всі його книги, папери та особисті речі були спалені!
Related posts:
- Теплова машина – коротко Теплова машина – це система, яка може перетворити тепло в роботу або ж навпаки, робить роботу для отримання тепла. Існує два основних види теплових машин: 1. Системи, здатні перетворювати тепло в роботу. Такі системи називаються тепловими двигунами. Дані теплові машини лежать в основі двигунів на автомобілях. Щоб машина їхала, двигун повинен здійснювати роботу. Для здійснення […]...
- Характеристика теплової машини Карно Важливими характеристиками теплової машини є найбільше танайменше значення температури робочого тіла в ході циклу. Ці значення називаються відповідно температурою нагрівача і температурою холодильника. Ми бачили, що ККД теплового двигуна строго менше одиниці. Виникає природне запитання: який найбільший можливий ККД теплового двигуна з фіксованими значеннями температури нагрівача T і температури холодильника T2? Нехай, наприклад, максимальна температура […]...
- Оборотність машини Карно Нехай деяка теплова машина здійснює цикл між нагрівачем з фіксованою температурою T1 і холодильником з фіксованою температурою T2. Як зробити цей цикл оборотним? Зрозуміло, всі процеси циклу повинні бути квазістатичного – наша машина буде працювати нескінченно медленно25. Але цього не достатньо. Те, що машина повинна працювати в прямому і зворотному напрямку (т. Е. Як тепловий […]...
- Теплова смерть Всесвіту Відповідно до другого початку термодинаміки, якщо в ізольованій системі мають місце незворотні процеси, то ентропія такої системи може тільки зростати. Реальні процеси, як свідчить досвід, є незворотними. Вони супроводжуються мимовільним перетворенням енергії в теплоту (розсіювання енергії). При цьому внаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Такі процеси йдуть відповідно до закону збереження енергії і з законом зростання […]...
- Теплова рівновага і температура У побуті температура є неоднозначною величиною. Її ми визначаємо тільки з точки зору “холодно-тепло”. Більш того, тактильні відчуття можуть відрізнятися в залежності від типу матеріалу. Наприклад, в одній і тій же кімнаті при однакових умовах метал буде здаватися холодніше, ніж дерево. Якщо опустити одну руку в холодну воду, а другу в теплу, буде відразу зрозуміло, […]...
- Три початка термодинаміки Аналогами трьох законів Ньютона в механіці, є три початку в термодинаміки, які пов’язують поняття “тепло” і “робота”: Нульовий початок термодинаміки говорить про термодинамічній рівновазі. Перший початок термодинаміки – про збереження енергії. Другий закон термодинаміки – про теплових потоках. Третій закон термодинаміки – про недосяжність абсолютного нуля. Загальна (нульовий) початок термодинаміки Загальна (нульове) початок термодинаміки говорить, […]...
- Бульвар Карно Бульвар Карно в Каннах – блискуча вулиця довжиною більше двох з половиною кілометрів, повна магазинів, з будинками вишуканої архітектури. У південних містах таке можна побачити нечасто. Чудову вулицю придумав один чоловік: банкір Анрі Жермен, засновник найбільшого французького банку “Креді Ліоне”. Банкір любив Лазурний берег. У 1863 році в Канни прийшла залізниця, і Жермен став скуповувати […]...
- Принцип роботи холодильної машини У теплових двигунах робота здійснюється за рахунок енергії, отриманої від нагрівача. При цьому кількість теплоти, отримана від нагрівача, частково йде на здійснення роботи, а частково передається холодильника. Виникає питання, як здійснити зворотний процес, т. Е. Як передати енергію від менш нагрітого тіла більш нагрітого. Другий закон термодинаміки забороняє такий процес, якщо він єдиний. Однак він […]...
- Теплова рівновага Фундаментальний постулат, який випливає з численних дослідних даних, свідчить: який би не був початковий стан тіл ізольованої системи, з часом у ній встановлюється теплова рівновага. Таким чином, теплова рівновага – це стан, в який будь-яка система, ізольована від навколишнього середовища, мимоволі переходить через досить великий проміжок часу. Температура якраз і є величиною, що характеризує стан […]...
- Неможливість вічного двигуна першого роду Відповідно до першого початку термодинаміки система, яка поставлена в такі умови, що вона не може отримувати теплоту від оточуючих її тіл, може здійснювати роботу лише за рахунок убутку своєї внутрішньої енергії. Будь-яка система має певний запас внутрішньої енергії, тому і робота, яку вона може зробити, обмежена запасами в нутренней енергії і з цієї причини є […]...
- Термодинаміка (формули) Внутрішня енергія одного моля одноатомного ідеального газу: Робота газу при розширенні (стисканні): Перший закон термодинаміки ΔU = Q – A; Q = ΔU + A. Рівняння Пуассона для адіабати: Робота газу в адіабатичному процесі: A = CV(T2 – T1). Формула Р. Майєра: Cp = CV + R. Молярна теплоємність при постійному об’ємі: Молярна теплоємність твердого […]...
- Машина Тюрінга Машина Тюрінга – це пристрій, що складається з центру управління, а також ряду осередків. Керуючий пристрій даної машини має можливість рухатися по ряду осередків, і зчитувати всі значення, які їм присвоєні. Для роботи машини Тюрінга написаний алгоритм, який спрямований на роботу керуючого пристрою. Даний алгоритм дозволяє задавати значення того осередку, в якій знаходиться керуючий пристрій. […]...
- Неможливість створення вічного двигуна Довгий час вчені робили спроби створення вічного двигуна, т. є. Такого пристрою, який здійснювало б механічну роботу тільки за рахунок внутрішньої енергії, не отримуючи енергії ззовні. З першого закону термодинаміки випливає неможливість створення такого двигуна. Дійсно, якщо до системи не підводять енергію, т. Е. Q = 0, то робота буде відбуватися тільки за рахунок внутрішньої […]...
- Температура та теплова рівновага системи Поняття температури тісно пов’язане з поняттям теплового рівноваги. Якщо два тіла різної температури привести в зіткнення, то, як показує досвід, між ними буде відбуватися теплообмін – процес передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, що супроводжується змінами ряду фізичних параметрів. Через деякий час зміна макроскопічних параметрів тел припиняється, тобто тіла приходять у стан […]...
- Теплова дія електричного струму Практичне використання електрики базується на трьох основних діях, які з’являються при роботі електричного струму: тепловому, електромагнітному і хімічному. Кожному цьому явищу властиві свої певні принципи. Давайте з Вами зупинимося на одному з них і розберемо його більш докладніше, і це буде теплове дію електричного струму. Негативним заряджених частинок, які прийнято називати електронами, протікаючи через певну […]...
- Теплова (термодинамічна) рівновага Ядро термодинаміки складають чотири закони (або, як їх інакше називають, почала): нульовий, перший, другий і третій. Щодня ви маєте справу з тілами, що знаходяться в різних станах, які характеризуються певними параметрами. Наприклад, макроскопічні системи – шматок льоду, принесений в кімнату взимку, і повітря в кімнаті – мають різну температуру. Через деякий час в результаті теплообміну […]...
- Другий закон термодинаміки, незворотність Другий закон термодинаміки У шкільному курсі фізики ми вивчаємо спрощені процеси, використовуємо приблизні моделі. Однак в реальному житті багато вивчені закони застосувати практично неможливо. Довго час вчені намагалися винайти вічний двигун першого роду. Основним його відміну є здійснення роботи без додаткової допомоги. Тобто для нього не потрібно використовувати паливо. Всі процеси в ньому відбуваються без […]...
- Як працює теплова електростанція (ТЕЦ)? У цієї парової турбіни добре видно лопатки робочих коліс. Теплова електростанція (ТЕЦ) використовує енергію, вивільняється при спалюванні органічного палива – вугілля, нафти і природного газу – для перетворення води в пару високого тиску. Цей пар, що має тиск близько 240 кілограмів на квадратний сантиметр і температуру 524 ° С (1000 ° F), приводить в обертання […]...
- Волого-теплова та остаточна обробка виробу Якість готового виробу залежить від правильного виконання технологічної послідовності операцій, дотримання при цьому всіх вимог, а також від грамотного виконання остаточної обробки самого виробу. Остаточна обробка виробу включає: кріплення термоаппликації (рис. 77), чистку вироби, волого-теплову обробку, перевірку якості виробу, складання виробу. При наклеюванні аплікації дотримуються наступну послідовність: прикладають аплікацію до виробу; накривають її вологою тканиною […]...
- Що таке машина часу і чи існує вона в житті? Чи можливо подорож у часі? Це питання розбурхує уми вчених і простих обивателів уже не одне десятиліття. Багато з нас добре пам’ятають фільми “Гостя з майбутнього” та “Назад в майбутнє”, де герої могли спокійно переміщатися із сьогодення в минуле або в майбутнє за допомогою машини часу. Але чи існує такий пристрій насправді? Або це просто […]...
- Найпотужніша машина у світі Відчуття потужності… Хто з автолюбителів не хоче відчути під собою табун нестримних коней, сила яких укладена в невеликому агрегаті під назвою двигун? Найпотужніша машина в світі – це словосполучення, яке розбурхує буквально все людство, одних від бажання, а інших від страху. До нинішнього часу це звання належало компанії Nissan, а саме випущеної в 2011 році […]...
- Обчислення питомої теплоємності Питомою теплоємністю називається відношення теплової енергії, яку отримало фізичне тіло одиничної маси, до відповідного збільшенню його температури. Для обчислення питомої теплоємності необхідно знати кількість теплової енергії, яка потрібна для зміни температури тіла одиничної маси на величину ΔT: З = Q / mΔT c – питома теплоємність; Q – теплова енергія; m – маса тіла; ΔT […]...
- Теплова рівновага – коротко Щодня ви маєте справу з тілами, що перебувають в різних станах, які характеризуються певними параметрами. Наприклад, макроскопічні системи: шматок льоду, принесений в кімнату взимку, і повітря в кімнаті мають різну температуру. Через деякий час в результаті теплообміну між льодом і повітрям температура льоду підвищиться, а повітря дещо знизиться, лід розтане, що утворилася з нього вода […]...
- Перший український науково-фантастичний роман Сонячна машина – ВОЛОДИМИР ВИННИЧЕНКО – МОДЕРНА УКРАЇНСЬКА ПРОЗА У 1920-ті роки до жанру соціальної фантастики звертається чимало зарубіжних письменників. Але поява українського соціально-фантастичного роману з елементами пригодницького й детективного жанру, де щільно переплелися реалізм, романтизм, сатира, експресіонізм, була справжньою сенсацією. У романі автор уперше в українській і світовій літературі виводить образ Машини як живої істоти, що бере активну участь у суспільному житті, формує […]...
- Вплив першого початку термодинаміки на адіабатичний процес Щоб визначити вплив першого закону термодинаміки на Адіабатний процес, необхідно чисто теоретично припустити, що в системі відбулося вже дане явище. У цьому випадку можливо, не вдаючись у дрібні нюанси і деталі, стверджувати, що газ при поступовому розширенні здійснює роботу, але при цьому втрачає власну внутрішню енергію. Іншими словами, що здійснюються при адіабатні розширенні газу робота […]...
- Найдорожча машина у світі Коли ми задаємо собі питання, яка машина найдорожча в світі, ми повинні розібратися, про якому автомобілі йдеться. Це найдорожче авто з усіх коли б то не було проданих? Або найдорожчий серійний автомобіль? А, може бути, цінової рекордсмен в категорії концептів? І справді, відповідей на поставлене запитання кілька, і ви зрозумієте, чому. Абсолютний переможець Bugatti Type […]...
- Людина як машина Декарт, великий мислитель 17 століття, розглядав людину як машину. Сучасний вчений був би більш схильний назвати наш організм скоріше фабрикою, ніж тільки машиною. Людина – “завод”, який має свою особливу “техніку”. В цьому заводі є поділ праці, – різні органи виконують цілком певну функцію, – і своя система управління за допомогою нервів. Ці нерви, що […]...
- “СОНЯЧНА МАШИНА” В. ВИННИЧЕНКА В КОНТЕКСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ІДЕЙ АВТОРА “Сонячна машина” В. Винниченка – роман особливий не тільки для української літератури, а і для творчості самого його автора. Причому мова йде не про його повсякчас афішовану утопічність, небачену в українському письменстві, а про те що він став свідченням початку нового етапу в творчому житті автора, у якого відбувається поступова переоцінка пережитого досвіду, підбиття підсумків […]...
- Перший закон термодинаміки – коротко Нагадаємо, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити шляхом теплопередачі або при здійсненні роботи. Припустимо, що над системою одночасно відбувається робота А ‘і їй повідомляється деяка кількість теплоти Q. Наприклад, газ, що знаходиться в циліндрі під поршнем, стискають і передають йому деяку кількість теплоти. Механічна енергія системи при цьому не змінюється. Отже, Зміна внутрішньої енергії […]...
- Найбільша машина у світі З кожним роком завдяки новим автомобільним технологіям з’являються все більш досконалі машини. Одні виробники приділяють увагу економічним маленьким автомобілям, а інші сходяться в битві за виробництво найбільших машин. На жовтень 2014 визначитися з моделлю в номінації “Найбільша машина в світі” досить складно, так як під словом “машина” розуміються як легкові автомобілі, так і кар’єрні самоскиди, […]...
- Перший закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки – це окремий випадок закону збереження енергії, головного закону природи. Він показує, від яких причин залежить зміна внутрішньої енергії. Закон збереження енергії. До середини XIX ст. численні досліди довели, що Важливо механічна енергія ніколи не пропадає безслідно. Падає, наприклад, молот на шматок свинцю, і свинець нагрівається. Сили тертя гальмують тіла, які при […]...
- Що робити якщо машина заводиться і глохне? У чому причина? Вельми часто деякі водії скаржаться на те, що їх дорогоцінний автомобіль не заводиться або заводиться не з першого разу. Спробувавши кілька разів завести машину на “гарячу” і “холодну”, можна визначити, в чому власне полягає проблема, хоча єдиним надійним способом визначити несправність все ж є звернення до фахівця з автосервісу. Саме там Вашому автомобілю правильно поставлять […]...
- Перша електрична машина Коротка стаття про те, як німецький фізик Отто фон Геріке винайшов першу в історії електричну машину, яка складалася з виготовленого з сірки кулі. У 1663 році німецький фізик і інженер Отто фон Геріке винайшов першу в історії електричну машину. На замовлення дослідника, склодув залив розплавлену сірку в сферичну скляну форму, яка після застигання сірки була […]...
- Другий закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки не накладає ніяких обмежень на напрями перетворень енергії з одного виду в інший і на напрям переходу теплоти між тілами, вимагаючи тільки збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Другий закон термодинаміки відображає спрямованість природних процесів і визначає обмеження на можливі напрямки енергетичних перетворень в макроскопічних системах. Як і будь фундаментальний закон, […]...
- Перший закон термодинаміки: визначення Перше начало (перший закон) термодинаміки – це закон збереження і перетворення енергії для термодинамічної системи. Відповідно до першого початку термодинаміки, робота може відбуватися тільки за рахунок теплоти або якоїсь іншої форми енергії. Отже, роботу і кількість теплоти вимірюють в одних одиницях – джоулях (як і енергію). Перший початок термодинаміки був сформульований німецьким вченим Ю. Л. […]...
- Круговий процес – фізика Робоче тіло, нагріте в нагрівачі до температури Tv розширюючись, здійснює роботу. Так, пара, потрапляючи на лопаті турбіни, розширюється і призводить турбіну в обертання. Горюча суміш в двигуні внутрішнього згоряння, досягаючи високої температури, надає великий тиск на поршень, розширюється і здійснює роботу. На малюнку 98 наведено графік залежності тиску газу від об’єму. Площа фігури під графіком […]...
- Механічна енергія Енергія є мірою руху і взаємодії будь-яких об’єктів в природі. Є різні форми енергії: механічна, теплова, електромагнітна, ядерна… Досвід показує, що енергія не з’являється нізвідки і не зникає безслідно, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Це сама загальне формулювання закону збереження енергії. Кожен вид енергії являє собою деяке математичне вираження. Закон збереження енергії […]...
- Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів Оборотним називається процес, який відповідає таким умовам: Його можна провести в двох протилежних напрямках; В кожному з цих випадків система і навколишні її тіла проходять через одні й ті ж проміжні стану; Після проведення прямого та зворотного процесів система і навколишні її тіла повертаються до вихідного стану. Всякий процес, що не задовольняє хоча б одній […]...
- Чому моя машина не заводиться в мороз? Зима приносить нам не тільки численні радості, а й деякі незручності, особливо це стосується автовласників. Ожеледь, сльота, утруднена через опади, тумани і ранньої темряви видимість – це лише неповний список тих екстремальних сюрпризів, які російська зима підносить водіям. Перша несподіванка може очікувати власника або водія авто ще на самому старті. Багато хто з нас стикався […]...
- МАШИНА ДЛЯ ЗДІЙСНЕННЯ БАЖАНЬ, АБО СУБОТИК ПОВЕРТАЄТЬСЯ В СУБОТУ – ПАУЛЬ МААР – СУЧАСНА ЛІТЕРАТУРА Робота з текстом 1. Знайдіть і виразно прочитайте портрет Суботика. На яких деталях його зовнішності автор акцентує увагу читача? 2. Які бажання пана Пляшкера здійснює Суботик? 3. Чому бажання тата не радували казкового героя? Як про це сказано в тексті? Зверніть увагу на мову героя. 4. Визначте риси характеру Суботика. На які незвичайні вчинки він […]...