SILNIKI CIEPLNE

Przemiana termodynamiczna- 

dowolna zmiana  

wartości funkcji stanu (np. ciśnienie, objętość, temperatura, 
masa) układu fizycznego. 

Klasyfikacja procesów termodynamicznych ze 

względu  na stałość określonych wartości:



Przemiana izobaryczna: stałe ciśnienie p=const.



Przemiana izotermiczna: stała temperatura T= const.



Przemiana izochoryczna: stała objętość V= const.



Przemiana izentalpowa: stała entalpia H= const.



Przemiana adiabatyczna: brak wymiany ciepła z 
otoczeniem



Przemiana izentropowa: adiabatyczna odwracalna



Przemiana politropowa: pV

n 

= const. Gdzie n to wykładnik 

politropy

Klasyfikacja procesów termodynamicznych ze 

względu na ich odwracalność

Proces odwracalny- proces termodynamiczny, którego 

kierunek można odwrócić poprzez zmianę wartości jednej 
lub więcej zmiennych stanu termodynamicznego. Procesy 
odwracalne zachodzą przy niezmienionej sumie entropii 
układu i otoczenia.

Proces nieodwracalny- Proces termodynamiczny, powodujący 

wzrost sumy entropii układu i otoczenia. Wbrew nazwie, 
proces odwrotny jest możliwy, ale jego 
prawdopodobieństwo jest bliskie zeru. 

Przemiana adiabatyczna- 

Proces termodynamiczny, 

podczas którego izolowany układ nie nawiązuje wymiany 
ciepła, lecz całość energii jest dostarczana lub odbierana z 
niego jako praca. Przemianę tę można zrealizować przez 
zastosowanie osłon adiabatycznych lub gdy proces 
następuje na tyle szybko, że przekazanie ciepła nie zdąży 
nastąpić. Podczas przemiany zmieniają się parametry stanu 
gazu. Ponieważ niema wymiany ciepła z otoczeniem, 
podczas sprężania rośnie temperatura gazu, a podczas 
rozprężania temperatura maleje. 

Adiabata- Krzywa przedstawiająca na wykresie przemianę 

adiabatyczną, w szczególności zależność ciśnienia od jego 
objętości przy sprężaniu lub rozprężaniu adiabatycznym.

Krzywa czerwona i zielona - izotermy (przemiana 
izotermiczna), niebieska - adiabata

Pierwsza zasada termodynamiki- 

Precyzuje zależność 

zmiany energii wewnętrznej od dostarczonego ciepła i 
pracy.

I zasadę termodynamiki wyrażamy wzorem: 

∆U = Q + W

∆U- zmiana energii wewnętrznej [J]
Q- ciepło dostarczone [J]
W- Praca wykonana [J]

Tę zależność można wyrazić również poprzez sformułowanie:

Zmiana energii wewnętrznej ciała, lub układu ciał jest 

równa sumie dostarczonego ciepła i pracy wykonanej 

nad ciałem/ układem ciał. 

Druga zasada termodynamiki- 

Stwierdza, że w 

układzie termodynamicznie izolowanym istnieje funkcja 
stanu, która z biegiem czasu nie maleje.

Funkcja ta zwana jest entropią i oznaczamy ją symbolem S. 

Zmiana ∆ S  tej funkcji, spełnia więc nierówność ∆ S ≥ 0 , 
przy czym równość zachodzi wtedy i tylko wtedy, gdy 
proces jest odwracalny.

Zasadę tą można wyrazić przez sformułowanie:

"Nie istnieje proces termodynamiczny, którego 

jedynym wynikiem byłoby pobranie ciepła ze 

zbiornika o temperaturze niższej i przekazanie go do 

zbiornika o temperaturze wyższej."

Cykl Carnota- 

Obieg termodynamiczny (szereg 

dowolnych przemian termodynamicznych, którym 
podlega czynnik termodynamiczny), złożony z dwóch 
przemian izotermicznych i dwóch przemian 
adiabatycznych. Jest to obieg odwracalny. Do realizacji 
cyklu potrzebny jest czynnik 
termodynamiczny( substancja ciekła lub gazowa 
przenosząca ciepło pomiędzy jego źródłami w 
maszynach cieplnych) który może wykonywać pracę i 
nad którym można wykonywać pracę, np. gaz w 
naczyniu z tłokiem, a także dwa nieograniczone źródła 
ciepła, jedno jako źródło ciepła ( o temperaturze T1)- 
górne źródło ciepła, a drugie jako chłodnica ( o 
temperaturze T2)- dolne źródło ciepła.

1.

Rozprężanie izotermiczne – czynnik 
roboczy styka się ze źródłem ciepła, ma 
jego temperaturę i poddawany jest 
rozprężaniu izotermicznemu w 
temperaturze T

H

, podczas tego cyklu 

ciepło jest pobierane ze źródła ciepła.

2.

Rozprężanie adiabatyczne – czynnik 
roboczy nie wymienia ciepła z 
otoczeniem i jest rozprężany, aż czynnik 
roboczy uzyska temperaturę chłodnicy 
(T

L

).

3.

Sprężanie izotermiczne – czynnik 
roboczy styka się z chłodnicą, ma 
temperaturę chłodnicy i zostaje 
poddany procesowi sprężania w tej 
temperaturze (T

L

). Czynnik roboczy 

oddaje ciepło do chłodnicy.

4.

Sprężanie adiabatyczne – czynnik 
roboczy nie wymienia ciepła z 
otoczeniem, jest poddawany sprężaniu, 
aż uzyska temperaturę źródła ciepła 
(T

H

).

Przebieg cyklu

Silnik cieplny- 

Urządzenie, które zamienia energię 

cieplną w energię mechaniczną( pracę) lub 

elektryczną. Wzorem silnika cieplnego jest silnik 

pracujący w cyklu Carnota. Silnik taki ma największą 

teoretyczną sprawność dla danych temperatur źródeł 

ciepła górnego i dolnego. 

Silniki o spalaniu 

wewnętrznym:

Silniki w których paliwo 

spalane jest w 

przestrzeni roboczej 

silnika. Wśród nich 

możemy wyróżnić silniki 

turbinowe, tłokowe i 

odrzutowe.

Silniki o spalaniu 

zewnętrznym:

Silniki, w których paliwo spalane 

jest poza silnikiem, a do silnika 

dostarczane są spaliny lub 

inne medium, którego energia 

jest podnoszona w wyniku 

spalania paliwa. Wyróżniamy 

wśród nich:



Tłokowe

◦

Maszyna parowa

◦

Silnik Stirlinga



Turbinowe

◦

turbina parowa

Silniki cieplne dzielą się na:

Najczęściej spotykanymi w technice silnikami cieplnymi są 

silniki tłokowe, służące powszechnie do napędów 
samochodowych. 

Sprawność silnika odnosi się do ilości pracy użytecznej jaką 

możemy uzyskać z określonej ilości dostarczonego ciepła.

dW= dQ

c

 – (-dQ

h

 )

Gdzie
dW=   jest pracą odbieraną od silnika. (jest to wielkość  

ujemna gdy praca jest wykonywana przez silnik)

dQ

h

 = jest ciepłem pobranym z górnego źródła ciepła

dQ

c

 = jest ciepłem oddanym do chłodnicy

Innymi słowy, silnik cieplny pobiera ciepło ze zbiornika 

ciepła o wysokiej temperaturze, przekształca jego 

część w użyteczną pracę, a resztę oddaje do chłodnicy.