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.
Related posts:
- 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 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 […]...
- 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 […]...
- Холодильні машини Життєвий досвід і фізичні експерименти говорять нам про те, що в процесі теплообміну теплота передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, але не навпаки. Ніколи не спостерігаються процеси, в яких за рахунок теплообміну енергія мимоволі переходить від холодного тіла до гарячого, в результаті чого холодне тіло ще більше остигало б, а гаряче тіло – […]...
- Основні поняття про машини Машиною називається агрегат, що виробляє корисну роботу. Машини розрізняються за призначенням, розмірами і конструкції, але все складаються з однакових за формою і призначенням елементів – деталей. Деталлю називається елементарна частина машини, яка не підлягає розбиранню, наприклад, вал, гайка, болт. Деталь, до якої кріпляться інші деталі, називається базовою. Кілька деталей, з’єднаних між собою, називаються вузлом. Кілька […]...
- 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 […]...
- Перші поршневі машини – історія створення Першу парову машину побудував в 90-х роках XVII ст. французький винахідник Дені Папен. Вона була дуже недосконала. У циліндричній посудині з поршнем кип’ятили воду про що утворюється пар піднімав поршень. Потім посудину знімали з вогню і обливали холодною водою, щоб пар конденсировался і утворився вакуум, під дією атмосферного тиску поршень опускався вниз. Це був робочий […]...
- 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 […]...
- Чим відрізняються пральні машини Асортимент пральних машин, представлених сьогодні у продажу досить широкий. Покупці, вперше зіткнулися з таким вибором, губляться в розмаїтті брендів, розкид цін і характеристиках. У цій статті ми спробуємо розібратися, чим відрізняються пральні машини. Перший і найважливіший з параметрів – це габаритні розміри. Необхідно визначитися з місцем установки, щоб зрозуміти, яка ширина і глибина пристрою є […]...
- Доповідь на тему “Теплові двигуни” Ідея створення аналога теплового двигуна зародилася ще давним-давно. Чого вартий легенда про Архімеда, нібито побудував гармату, яка робила постріли за допомогою пари. Однак, згідно з офіційною версією, винахід першого теплового двигуна сталося в 17 столітті, а згодом він був вдосконалений. В цей час Дені Папен (французький винахідник) сконструював машину, в загальних рисах нагадувала нинішні двигуни […]...
- Вібраційні промивні машини Вібраційні промивні машини диспергируют глинистий матеріал за рахунок вібраційного впливу робочих органів на частинки. Застосовуються для промивання крупнозернистого матеріалу різної промивістості. Машини для легкої промивістості являють собою віброгрохоти різних конструкцій. У промивних грохотах виділяють зону промивання і зону грохочення (зневоднення). Вібрація накладається перпендикулярно до напрямку руху матеріалу. Інтенсифікація процесу досягається за рахунок профільованого днища, заповнюваного […]...
- Що робити, якщо втратив ключі від машини? У кожного власника транспортного засобу обов’язково має бути два примірники ключів від нього. Це одне з основних правил, яке дозволить уникнути неприємних ситуацій і поширеного питання про те, що робити, якщо втратив ключі від машини. Але наша життя повне сюрпризів, які не завжди носять позитивний характер. Приміром, ключі можна втратити і в іншому місті чи […]...
- Найпростіша модель синхронної машини Звернемося до рис. 8.33. Оскільки в пристрої, зображеному на ньому, частота наводимої ЕРС, струму і, відповідно, швидкість обертання поля якоря щодо якоря жорстко пов’язані зі швидкістю його обертання, така конструкція являє собою найпростішу модель синхронного генератора змінного струму з обертовим якорем. Синхронні машини, в яких якірна обмотка розташована на роторі, як на рис. 8.33, отримали […]...
- 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 […]...
- Закон Фур’є – основний закон теплопровідності У 1807 році французький вчений Фур’є довів експериментально, що у будь-якій точці тіла (речовини) в процесі теплопровідності є властивий однозначний взаємозв’язок між тепловим потоком і градієнтом температури: Де Q – тепловий потік, виражається в Вт; Grad (T) – градієнт температурного поля (сукупності числових значень температури в різноманітних місцях системи в обраний момент часу), одиниці виміру […]...
- Оборотні процеси У розділі “Теплові машини” ми відзначили, що ізотермічні і адіабатні процеси роблять машину Карно оборотною, але не пояснили – чому. Крім того, ми сказали, що всі реальні процеси необоротні. Як це поєднати з згаданої оборотністю циклу Карно? Насамперед, потрібно розповісти про найважливішу (поряд з ідеальним газом) ідеалізації в термодинаміки – рівноважних оборотних процесах. Рівноважний стан […]...
- 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 […]...
- Ритм температури тіла При оцінці показовий термометрії необхідно враховувати наявність циркадних ритмів. Цілодобовий ритм температури тіла дорослої людини яскраво виражений. Обумовлений цим ритмом максимум температури серцевини тіла припадає на час 16-20 год, мінімум на 3 4 год ночі. Відмінності між показниками мінімуму і максимуму знаходяться в межах 0,3-1,5 ° С. Ці зміни температури обумовлені функцією біологічного годинника організму, […]...
- 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 […]...
- Характеристика електричного заряду Електромагнітні взаємодії належать до числа найбільш фундаментальних взаємодій у природі. Сили пружності і тертя, тиск рідини і газу та багато іншого можна звести до електромагнітних силам між частинками речовини. Самі електромагнітні взаємодії вже не зводяться до інших, більш глибоким видам взаємодій. Настільки ж фундаментальним типом взаємодії є тяжіння – гравітаційне тяжіння будь-яких двох тел. Однак […]...
- Чому може глючити (не працювати) сигналізація Скоро настає зима і напевно кожен з автомобілістів стикався з проблемою запуску двигуна автомобіля при негативній температурі. Однією з найпоширеніших проблем є, вихід з ладу сигналізації або її окремих компонент, давайте розглянемо детальніше, що ж насправді відбувається з Вашим авто. Стартер видає короткий звук і тут же відключається Ви повинні знати, що коли з брелка […]...
- Показники змін температури Зазвичай в якості показників змін температури використовують середні температури за будь-який період: добу, місяці, роки. Так, якщо порівняти середньомісячні температури протягом року, то можна побачити як змінюється температура в залежності від сезону. Щоб отримати середню температуру, наприклад, за добу, треба певну кількість разів виміряти її протягом доби через рівні проміжки часу. Після цього скласти отримані […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Лізинг – що це таке? Лізинг це вид довгострокової оренди майна з правом викупити це саме майно по закінченні договору оренди. Слово Leasing перекладається з англійської саме як “здача в оренду”. Лізинг дозволяє покупцеві (лізингоодержувачу в даному випадку) не платити відразу всю суму за майно, а орендувати його з правом через кілька років викупити те, що від цього майна залишиться. […]...
- Кількість теплоти Термодинаміка – наука, яка вивчає зв’язок між речовиною роботою і теплотою. Над удосконаленням цієї науки трудилися такі вчені як Гіббс, Карно, Джоуль, Клаузіус, Кельвін та ін. Вони допомогли пояснити сенс теплопровідності речовини і теплоємності, теплоти фазових переходів, теплового розширення тіл. Теплотою в термодинаміки називають внутрішню кінетичну енергію речовини, яка визначається хаотичними рухами складових речовини: атомів […]...
- Лінійне і об’ємне температурне розширення тіл Напевно, багато хто в житті стикалися з температурним розширенням різних тел. Наприклад, домогосподарки знають, що перед тим, як закрити банку з консервацією капроновою кришкою, її треба помістити в гарячу воду, а потім швидко надіти на банку. Коли кришка охолоне, вона герметично закриє банку. Кажуть, що при нагріванні твердих тіл відбувається їх лінійне розширення (відповідно, при […]...
- 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, […]...
- Третій закон Ньютона – загальна характеристика Ви знаєте, що не буває односторонньої дії одного тіла на інше, тіла завжди взаємодіють один з одним. Наприклад, під час забивання цвяха не тільки молоток діє на цвях, але й цвях, в свою чергу, діє на молоток, в результаті чого молоток зупиняється. Що можна сказати про сили, з якими два тіла діють один на одного? […]...
- Вільне падіння тіл – загальна характеристика Вільним падінням називається рух тіл під дією сили тяжіння. Падіння тіл, що спостерігається нами в повсякденному житті, строго кажучи, не є вільним, оскільки крім сили тяжіння на тіла діє сила опору повітря. Але якщо сила опору пренебрежимо мала в порівнянні з силою тяжіння, то рух тіла дуже близько до вільного (як, наприклад, при падінні маленької […]...
- Термографія Термографія – діагностичний метод, заснований на вимірюванні та реєстрації теплового випромінювання поверхні тіла людини або його окремих ділянок. Розподіл температури на невеликій ділянці поверхні тіла можна визначити за допомогою спеціальних рідкокристалічних плівок. Такі плівки чутливі до невеликих змін температури (змінюють колір). Тому на плівці виникає кольоровий теплової “портрет” ділянки тіла, на який вона накладена. Більш […]...
- Доповідь на тему “Історія винаходу парових машин” Про те, що можна використовувати енергію пара в різних пристроях, здогадалися вчені ще на самому початку нашої ери. Першою з відомих парових машин став прилад, придуманий Героном Олександрійським, механіком із Стародавньої Греції. Цей винахід найбільше нагадувало турбіну, що приводиться в рух силою пара. Про його практичному застосуванні нічого не відомо. Винахідником першої машини, що працює […]...
- Як утилізувати старий автомобіль? Старий, заіржавілий автомобіль, відновлення якого відніме занадто багато сил і фінансів, нерідко легше викинути, ніж зберігати в своєму гаражі, де він тільки займає місце і не приносить користі. Але, як виявляється, машину можна просто так викинути на смітник – попередньо потрібно оформити документи на її утилізацію. Що таке утилізація автомобілів? Як утилізувати автомобіль в ГИБДД? […]...
- 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, […]...
- 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 […]...
- Тепловий рух. Температура У навколишньому світі відбуваються різні фізичні явища, які пов’язані з нагріванням і охолодженням тіл. Ми знаємо, що при нагріванні холодна вода спочатку стає теплою, а потім гарячою. Такими словами, як “холодний”, “теплий” і “гарячий”, ми вказуємо на різну ступінь нагрітості тіл, або, як кажуть у фізиці, на різну температуру тіл. Температура гарячої води вище температури […]...
- Ізобаричний процес – коротко Як і всі тіла, гази при нагріванні розширюються. Продемонструємо це. Закриємо колбу пробкою, в яку вставлена зігнута під прямим кутом скляна трубка (рис. 82). У горизонтальній частині трубки помістимо стовпчик підфарбованою води. При нагріванні колби навіть руками буде видно, як стовпчик води зміщується вправо, а при охолодженні – вліво. У цьому випадку міняються температура і […]...
- Клімат Африки – загальна характеристика 1. Покажіть і нанесіть на контурну карту кліматичні пояси материка. Вкажіть середні температури липня і січня. Для відповіді на це питання скористайтеся інтернетом (наприклад Вікіпедією). 2. Використовуючи тематичні карти атласу, визначте особливості кліматів Північної і Центральної Африки. .В Центральної Африки температури високі і рівномірні протягом року (екваторіальний пояс). У приекваторіальній смузі середньомісячні температури змінюються в […]...
- Запліднення: визначення і характеристика Чому зовнішнє запліднення вимагає великого числа сперматозоїдів? Зовнішнє запліднення спостерігається у риб і амфібій, гамети яких викидаються в воду, де відбувається їх злиття один з одним. Для успішного запліднення фактори навколишнього середовища повинні бути оптимальними: потрібна певна температура, солоність, тиск води, відсутність хижаків. Однак в реальності такі умови складаються далеко не завжди. Наприклад, як молочко, […]...
- Потужність: визначення і формула Для того, щоб перетягнути 10 мішків картоплі з городу, розташованого в парі кілометрів від дому, вам буде потрібно цілий день носитися з відром туди-назад. Якщо ж ви візьмете візок, розрахований на один мішок, то впораєтеся за дві-три години. Ну а якщо закинути всі мішки у віз, запряжений конем, то через півгодини ваш урожай благополучно перекочує […]...
- Чи потребує автомобіль прогрівання двигуна? Чи потребує машина взимку в попередньому прогріванні двигуна? Відповісти на це питання відповісти не так легко. Перші автомобілі, які були оснащені недосконалими двигунами, однаково потребували його прогріванні і взимку і влітку. Тепер ця умова не обов’язково. Але чи можна з упевненістю це стверджувати при великих морозах? Як же правильно розігріти двигун при необхідності? Все ж […]...