Теплова машина, яка працює за циклом Карно
Основними характеристиками будь-якої теплової машини є граничні значення температур нагрівача і холодильника. Щоб отримати максимальне значення ККД, слід підібрати відповідні температури нагрівача і холодильника.
На початку 19 століття Саді Карно винайшов машину, робочим тілом в якій був ідеальний газ. Машина працювала по циклу Карно, в основу якого увійшло два адіабатичного процесу і два ізотермічного процесу.
Спочатку тіло ізотермічні розширюють при початковій температурі. Тому все кількість теплоти, яке отримує газ, йде на здійснення роботи. Потім газ розширюється ще більше без теплообміну, в цей час зменшується внутрішня енергія.
У другій частині циклу газ підводиться до холодильника при температурі Т2 і при цьому стискається без її зміни. Після цього за допомогою адиабатного процесу він повертається в початковий стан.
Негативна сторона теплових двигунів
Незважаючи на велику популярність, теплові двигуни приносять величезну шкоду довкіллю. Вони сприяють накопиченню продуктів роботи в навколишньому середовищі, а вуглекислий газ, що виділяється в результаті роботи, призводить до глобального потепління.
Related posts:
- 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 […]...
- 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 […]...
- Теорема Карно Наведені вище міркування дозволяють перейти до формулювання першої та другої теорем Карно. Їх можна сформулювати у вигляді двох наступних тверджень: 1.Коефіцієнт корисної дії будь-якої оборотної теплової машини, що працює за циклом Карно, не залежить від природи робочого тіла і пристрої машини, а є функцією тільки температури нагрівача і холодильника: 2. Коефіцієнт корисної дії будь-якої теплової […]...
- 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 […]...
- Цикл Карно. ККД теплових двигунів Вперше найбільш досконалий циклічний процес був запропонований французьким фізиком і інженером Саді Карно в 1824 р Карно прожив коротке життя – всього 36 років, але залишив у науці яскравий слід і приклад плідної взаємного впливу науки і техніки. У своїй праці “Роздуми про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю силу” Сади Карно […]...
- 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 […]...
- ККД ідеального теплового двигуна Оскільки тепловий двигун Карно найекономічніший, він має і найвищий коефіцієнт корисної дії при даній температурі нагрівача і холодильника. Він дорівнює: Або З цієї формули випливає, що ККД ідеального теплового двигуна завжди менше одиниці, навіть якщо усунені всі втрати енергії. Це пов’язано з тим, що деяка кількість теплоти завжди передається холодильнику. Карно довів, що ККД будь-якого […]...
- Ідеальний тепловий двигун Французький учений Карно, вирішуючи проблему підвищення ефективності теплових двигуни, запропонував модель ідеального теплового двигуна. Робочим тілом в нім служить ідеальний газ. Енергетично найбільш вигідними є Адіабатний і ізотермічний процеси, що відбуваються з ідеальним газом. У них вся отримана робочим тілом енергія перетворюється в роботу. Нагадаємо, що при Ізохоричний процесі робота не звершується, при изобарном на […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- ККД теплового двигуна Тепловим називається двигун, який виконує роботу за рахунок джерела теплової енергії. Теплова енергія (Qнагревателя) від джерела передається двигуну, при цьому частина отриманої енергії двигун витрачає на виконання роботи W, невитрачених енергія (Qхолодільніка) відправляється в холодильник, роль якого може виконувати, наприклад навколишнє повітря. Тепловий двигун може працювати тільки в тому випадку, якщо температура холодильника менше температури […]...
- 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 дії теплових двигунів Тепловий двигун – це пристрій, що перетворює внутрішню енергію палива в механічну енергію. Відповідно до другого початку термодинаміки, тепловий двигун може безперервно здійснювати періодично повторювану механічну роботу за рахунок охолодження оточуючих тіл, якщо він не тільки отримує теплоту від більш гарячого тіла (нагрівача), але при цьому віддає теплоту менш нагрітому тілу (холодильника). Отже, на здійснення […]...
- Нерівність Клаузіса З першого початку термодинаміки випливає існування у кожної системи деякої функції стану – внутрішньої енергії, яка володіє двома важливими властивостями: 1. Зміна цієї функції не залежить від шляху переходу системи з одного стану в інший, а залежить лише від початкового та кінцевого станів. 2. Якщо система здійснює рівноважний круговий процес, то зміна її внутрішньої енергії […]...
- Постулати Клаузиуса і Кельвіна Незворотність процесів теплопередачі від гарячого тіла до холодного і перетворення механічної енергії у внутрішню була постульовано в другому законі термодинаміки. Дві еквівалентні формулювання другого закону термодинаміки належать Клаузиусу і Том-сону (лорду Кельвіном). Постулат Клаузіуса. Неможливий процес, єдиним результатом якого є передача тепла від менш нагрітого тіла до більш нагрітого. Процес, при якому тепло передається від […]...
- 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. […]...
- Асинхронна машина Асинхронна машина – являє собою електричну машину змінного струму, у якої частота обертання ротора НЕ прирівнюється (слід врахувати, що в руховому режим роботи трохи менше) частоті обертання електромагнітного поля, яке створюється струмом мідної обмотки статора. Асинхронні машини – є досить поширеними електричними машинами. Як правило, вони широко застосовуються в ролі електричних двигунів і служать основними […]...
- 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 […]...
- Як працює паровоз? Паровоз використовує енергію пари високого тиску. Цей перегрітий пар штовхає ряд поршнів, які за допомогою сполучних тяг (малюнок нижче) змушують обертатися колеса. Відносна простота конструкції і надійність паровоза зробили його найпопулярнішим засобом пересування з часу появи перших локомотивів на початку 1800-х років і до кінця другої світової війни. Хоча паровози і зараз широко використовуються в […]...
- 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 […]...
- 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, […]...
- 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 […]...
- Як працює лазерний принтер Принтер – це пристрій, який дозволяє переносити електронні зображення, малюнки і текстову інформацію на паперовий носій (папір). Існує кілька способів цього процесу, вони описані в статті види технологій принтерного друку. Поговоримо про одну з них, а вірніше про одне з видів принтерів – лазерному. Як він влаштований і як працює. Усередині лазерний принтер складається з […]...
- 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 […]...
- Як працює реактивний двигун? Обертовий повітряний гвинт тягне літак вперед. Але реактивний двигун з великою швидкістю викидає гарячі відпрацьовані гази назад і тим самим створює реактивну силу тяги, спрямовану вперед. Типи реактивних двигунів Існує чотири типи реактивних, або газотурбінних двигунів: Турбореактивні; Турбовентиляторні – такі, як використовувані на пасажирських лайнерах Боїнг-747; Турбогвинтові, де використовують повітряні гвинти, що приводяться в дію […]...
- Як працює ядерний (атомний) реактор Ядерний реактор працює злагоджено і чітко. Інакше, як відомо, буде біда. Але що там діється всередині? Спробуємо сформулювати принцип роботи ядерного (атомного) реактора коротко, чітко, з зупинками. По суті, там твориться той же процес, що і при ядерному вибуху. Тільки ось вибух відбувається дуже швидко, а в реакторі все це розтягується на тривалий час. У […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Що таке транзистор і як він працює Електроніка оточує нас усюди. Але практично ніхто не замислюється про те, як вся ця штука працює. Насправді все досить просто. Саме це ми і постараємося сьогодні показати. А почнемо з такого важливого елемента, як транзистор. Розповімо, що це таке, що робить, і як працює транзистор. Що таке транзистор? Транзистор – напівпровідниковий прилад, призначений для управління […]...
- Як працює супутникове телебачення Супутникове телебачення являє собою систему передачі телевізійного сигналу від передавальних центрів до споживача з використанням в якості проміжної ланки штучних супутників Землі. З 1962 року, коли був переданий перший телевізійний сигнал за допомогою супутника, воно стало більш якісною альтернативою ефірному телебаченню. І хоча для прийому телепередач з телевізійних супутників потрібно більше дороге і складне обладнання, […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Чому Wi-FI працює з перебоями і як це виправити Інтернет, який підключається до комп’ютера по бездротовому з’єднанню за допомогою роутера, називається Wi-Fi. Проблеми з передачею сигналу можуть виникати з різних причин, в більшості випадків легко усувається своїми силами. При поганому сигналі Wi-Fi слід в першу чергу звернути увагу на предмети поруч з роутером. Так, наприклад, мікрохвильова піч або холодильник можуть бути джерелами перешкод для […]...
- Як працює струменевий принтер Струменевий принтер, якщо подивитися простіше на принцип його роботи, складається з декількох механізмів, які забезпечують нанесення на папір або будь-який інший носій фарби згідно до цифрового зображення, яке спочатку зберігатися в пам’яті комп’ютера або будь-якого іншого електронного пристрою. Існує величезна кількість струменевих принтерів, але принцип їх роботи все одно приблизно однаковий. Різниця лише в технології […]...
- Як працює приливна електростанція Приливну електростанцію можна вважати одним з видів гідроелектростанцій, з тією лише різницею, що перша використовує в своїй роботі енергію припливів і відливів, а друга – енергію вільно падаючої води. І оскільки припливи і відливи на нашій планеті відбуваються завдяки рухові Землі, а також впливу на неї Місяця і Сонця, то ще кажуть, що приливна електростанція […]...
- Як працює вітрогенератор Вітрогенератор – це один з видів електрогенеруючих установок, який використовує кінетичну енергію руху повітряних мас в нашій атмосфері і перетворює її в електрику. На сьогоднішній день широко поширені як промислові, так і побутові вітрогенератори. Розрізняються вони між собою лише розмірами конструкції, і як наслідок – потужністю вироблюваної електроенергії. Промислові електрогенеруючі установки, потужність яких не рідко […]...
- Як працює фотоапарат Штучним оптичним приладом можна назвати фотоапарат. Розглядати будова сучасних фотоапаратів – досить складно. Тому в шкільному курсі фізики розглянемо найпростішу модель, один з перших фотоапаратів. Основним оптичним перетворювачем, який здатний зафіксувати великий об’єкт на плівці, є об’єктив. Об’єктив складається з однієї або більше лінз, які дозволяють фіксувати зображення. Об’єктив має можливість змінювати положення лінз відносно […]...
- Теплові двигуни в фізиці Ми знаємо, що досконала над тілом роботи є один із способів зміни його внутрішньої енергії: вчинена робота як би розчиняється в тілі, переходячи в енергію безладного руху і взаємодії його частинок. Тепловий двигун – це пристрій, який, навпаки, витягує корисну роботу з “хаотичної” внутрішньої енергії тіла. Винахід теплового двигуна радикально змінило вигляд людської цивілізації. Принципову […]...
- Як працює теплоелектростанція Теплова електростанція або скорочено ТЕЦ є енергетична система, що перетворює теплову енергію в електричну. Різниця полягає лише в типі або вигляді використовуваного для цієї мети палива. Є теплоелектростанції, які спалюють вугілля, нафтопродукти або природний газ. Є навіть такі, які працюють на дровах і відходах дерево виробництва. Їх ще називають “зеленими” або екологічними. Хоча в процесі […]...
- Як працює двигун? Принцип роботи автомобільного двигуна полягає в перетворенні теплової енергії, одержуваної в результаті згоряння повітряно-паливної суміші, в механічну роботу. На справжній момент в автомобілях застосовуються бензинові або дизельні двигуни. Розрізняються вони способом займання повітряно паливної суміші і видом палива, застосовуваного для роботи двигуна. У бензиновому двигуни повітряно-паливна суміш утворюється в карбюраторі або в інжекторі. Потім ця […]...