IMG!01

1

ł

l

dla pumpy ciepła, zgodnie t wzorem (8.5), mamy.

_c ^ l</» I__T,{*j ~ »;)___Z/-    (8 32)

**    UJ Ti (*j ->/) “ Tu Uj “ '< )    ⁷/ “ 6/

Podobnie jak w obiegu silnikowym (pruwobie/nym) równie# dla łych nr / td/cn, ich - bodące odpowiednikami sprawności - współczynniki efektywności (łub wydamo-<ci) W obiegu Cumom są maksymalne dla danych lempenHur górnego i dolnego ziodla (większe od ilorazu C jakiegokolwiek innego obiegu lewobieznego pracującego między tymi samymi tempcra(uraini).

W tym miejscu warto jeszcze zuważyć. ze Jedynie dla obiegów odwracalnych, pole wewnątrz krzywej zamkniętej obiegu jest równe pracy obiegu.

U-ft-*    ^(8J3>

Natomiast dla obiegów nieodwracalnych, zasada tu nic jest spełniona i pole wc wnątrz krzywej zamkniętej obiegu nic wyraża pracy obiegu.

•*    ⁽⁸³⁴⁾

Zatem dla obiegu prawobieżnego praca obiegu jest mniejsza od wielkości p ^ wewnątrz krzywej,    natomiast dla    obiegu    lewobieżnego    praca obiegu jest '>'-K    ⁰⁴

wielkości pola wewnątrz krzywej zamkniętej obiegu.

8.6. TERMODYNAMICZNA SKALA TEMPERATUR

Pomiar temperatury realizowany za pomocą dowolnego termometru jest za uwarunkowany własnościami zastosowanego czynniku tcnnomctryczncg _ncwnvch strukcją termometru Z tego względu, skala temperatur mus, hyc °^P” punktach stałych, łatwe do określenia , wielokrotnego sprawdzania w warunkach laboratoryjnych. Punkty te (określone wartości tempera ury) są poprzez, realizację wybranych zjaw.sk fizycznych z zasady fazy danej substancji. Interesująca zatem była idea znalezienia a jej s * która mc zależałaby an, od czynnika telemetrycznego, an, od metru Propozycję takiej, bczwglądnej skali, nazwanej nnsl^c skalą temperatury, przedstawił lord Kelvin. wykorzystując do tego celu odwracalny

Zdefmowanie ww. skali temperatur można przeprowadzić na^^ÓZn^_a^_ę°_p^S^^^e nak najprościej, prowadzące do mej rozumowanie można prze s a a) Każdy odwracalny silnik Carnota działający między dwoma zro ami u o tych samych temperaturach T, i T„ ma taką samą sprawność.

b) Jak pokazano powyżej, sprawnnftć la zależy jedynie od temperatur źródeł ciepła.

a nie zależy od czynnika obiegowego.

C) Zatem, zgodnie z równaniami (8.3) i (8.30a) (pomijając winoici bezwzględne) ■nożna nupisuć:

czyli po przekształceniu

(835)

Id _ Ti

Iw Tu

Równanie (8.35) jest lównaniem definiującym termodynamiczną skalę temperatur.

d) Dulsza konstrukcja tej skali jest oparta na spostrzeżeniu, że jeżeli obiegi Carnota będą realizowane pomiędzy jednakowo odległymi od siebie izotermami, to również w obiegach tych przekształcane będą w pracę jednakowe ilości ciepła. Wystarczy zatem realizować obiegi między dowolną ilością (np. 101) kolejnych, rów-nooddalonych izoterm - z tym warunkiem aby każde dwa obiegi miały jedną izotermę wspólną - aby w każdym z nich uzyskać tę samą pracę, a tym samym podzieloną na dowolną ilość (np. 100) równych działek, skalę temperatury

c) Początek skali inożna również łatwo wyznaczyć, jeżeli zauważymy, że zgodnie z równaniem (8.30a). dla dowolnej temperatury górnego źródła, sprawność silnikowego obiegu Carnota osiaga wartość 1 dla temperatury dolnego źródła 7),= OK Ponieważ zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, nic może istnieć silnik o sprawności większej od 1. stąd prosty wniosek, że temperatura 0 K jest najniższą możliwą temperaturą, stanowiąc tym samym początek skali.

8.7. PRZYKŁADY

Przykład 8.1

W obiegu termodynamicznym odwracalnego silnika Carnota o mocy N = 200 kW czynnikiem obiegowym jest powietrze traktowane jako guz doskonały Strumień pi wietrzą wynosi M = 2 kg/s. Temperatura górnego źródła jest równa I, = *73.1. *• a dolnego źródła T„ = 273.15 K. Obliczyć pracą obiegu, ciepło pobrane * źródła i oddane do dolnego źródła oraz parametry termodynamiczne wnysł ■ P^u łów charakterystycznych obiegu, jeżeli ciśnienie w punkcie \ w>nosi /»,