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 робочого тіла двигуна дорівнює 1000 K, а мінімальна – 300 K. Який теоретичну межу ККД такого двигуна?

Відповідь на поставлене питання дав французький фізик і інженер Саді Карно в 1824 році. Він придумав і досліджував чудову теплову машину з ідеальним газом як робоче тіло. Ця машина працює за циклом Карно, що складається з двох ізотерм і двох адіабати.

Розглянемо прямий цикл машини Карно, що йде за годинниковою стрілкою (рис. 2.35). У цьому випадку машина функціонує як тепловий двигун. У чому сенс використання саме ізотерм і адіабати, а не якихось інших процесів? Виявляється, ізотермічні і адіабатні процеси роблять машину Карно оборотного. Її можна запустити по зворотному циклу (проти годинникової стрілки) між тими ж нагрівачем і холодильником, не привертаючи інші пристрої. У такому випадку машина Карно буде функціонувати як холодильна машина.

Можливість запуску машини Карно в обох напрямках відіграє дуже велику роль в термодинаміці. Наприклад, даний факт служить ланкою докази максимальності ККД циклу Карно. Ми ще повернемося до цього в наступному розділі, присвяченому другим законом термодинаміки.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Характеристика теплової машини Карно