skrypt wzory i prawa z objasnieniami64

126

Cykl Carnota. Druga zasada termodynamiki

Termodynamika

127

■ Proenern kolonem aha cyklem ri.cywamy ttLi prucia. w wyniku klóicg; _u.:_ni)lami.»dynamicz.n> powraca dc suraj wyjśnowego ?:«x.csy kałowe na wykresach w uklndot i, współrzędnych '• luzedstawia się w postau krzywych zamkniętych Procesy kołowe tą pedsituwą działania wszystkich. maszyn cieplnych (silników spał.nowych. nios?.yn pm_:mvt |. maszyn chłodniczych itp}.

64. Cykl Carnota

■ Przykl.ulcrn procesu kołowego jesi cykl Carnota. Składa sic on 7. dwóch izuisnr 1 dwacfc adioba irys po prawe- stronic) Wyznaczmy pracę iF;aką w,kuna r. moli gazu doskonałej ,_vjednym cyklu

W pr/cmarc tzotemuczaej 1-2 energ.a wewnętrzna gazu doskonałego jest stal a Dlatego cinp|«, Q pobrane przez /t moli gazu jest równe pracy Mtj, wykonane; pracz ga? przy przechodzenie

ze stanu l Jo atom 2. Praca .u wynosi £?| '*12 ^: tiRT\ln ■jr-. Ciepło Oj oddane chłodnicy

cier-lo P^mne ze źródła ciepła«

^tł *■ ¹ a i/.oicnniczne rozprężanie się

p^ , 0] ’ w łe:nperalurzc 7‘*

jdiafcatyczne sprężanie*

adiabatyczne rozprężanie się

jcst równe pracy IP34, potrzebnej Jo sprężania ęoz.u zr stanu J da Etanu ¹ Praca ta c-i równa v~

Q2 - j- = »./<2Mn T7-. Siany i 1 •) leżą rn wspólnej adiahacie. Również stuny 2 1 ł |_C/ą -i_

^r 4

wspólnej adiabacic.ni.ucgo na podstawie równania 1'oissor.a dla zmiennych 7 1 r ;.u 124) moieit y napisać T l-‘j ' -'1\i'\ oraz 7j l'\ = Th ^3 ' Dzieląc stronami obu cstaln.e

iztHcrmiczne sprężanie* w temperaturze

ciepło oddar.c chłodnicy

praca wykonana przez gaz w cyklu Carnota

W- nK(T₁ - TYllnyr

równam o otrzymujemy Carnota jest równa

Vn b't

= T" Zaietr praca 'wykonana przez gaz w czas c icdilego cyklu ' I ¹ 4

Ił 12 - W34 - nRTi ln £ n/?7₂tn = nfilJ, 7*₂)ln ^.

65. Druga zasada termodynamiki

Niemożliwy jest proces, którego jedynj tn rezultatem jest zamiana ciepłu n:i pracę.

■ Druga zasada termodynamiki nknrfL warunki zamiany ciepła na pracę. Jeunn .-1 sfon;vj\;w«:i drugiej zasady termodynamiki (wg. Keh .i.u) przedstawiono po prawej stronie. Oznacza or.D, ze ciepło pobrań; z grzejni <a musi hyc częściowo c-ddatic do cblodiucy. Czyi tylko część pobr^rego ciepła jest zamieniona na pracę A więc rezultatem procesu będzie ni-tylko zamiana ciepła na pracę, lec* luL’.e oddanie części ciepła do chłodnicy.

Drugą zasadę termodynamiki można sformułować równic/ następująco: "Niemożliwe es perpmium mobile drugiego rodzaju, izn okresowo pracujący silnik, który pobierałby .icpb. jednego źródłu 1 zamień.alby tc ciepło całkowicie ru>. pracę . Konieczna jest chlodn.cn Irce równoważne sformułowanie drugie; zasady termodynamiki (wg Clausmsa) ;es: n.i ię|-u|^.i: "Niemożliwy jeat pTocm, ktOrcgc jedynym rezultatem ciii przepływ ciepła w 1 »U o r.iźs?.c| lermeraturZe dc ciaia o wyższe temperaturze". Druga .*dsućn termodynamiki 1 r zabrania przekazywania ciepła od cud zinn.cjf.cyeh tin cieplejszych (np maszyna rhlodn e. ai Joilnakże d!a /'.raiizowsniŁ takiego procesu konieczne .cji dodatkowe wykonanie pracy prac/ s:ly zewnętrzne.

źródło ciepła 1 grzejnik

ciepło ze źródła ciepła

substancja

■ Ciepło na pracę mnie byt sanńaiiunc w urządzeniach zwanych silnikami rirplnynit Silni.* cieplny składa s.ę /; Źródłu ciepła tgrzejniku) u tempera u: ze i" . cldadmcy o lempct-iUrzc Tj < /1 rubtturrl tcboczc], którąjcs' ąaz

chłodmc8

U'=Oi-0₂

temperatura źródła ciepła

praca wykonana przez irlnik cieplny

ciepło do chłodnicy

66. Sprawność silnika cieplnego

■ Pracę silnika c cp.ncgo charąklcryrxc sprassnoić, która c*l równa stc-mrkr.ssi (u-r. wykonanej przez siliuk do ilaści ciepła pobranej 2e źródła ciqilu Obliczmy sprawność silnika wykonującego cykl Curr.clc

v_c

fil

>iR7 Ir 4A ^r’

' l

•\ żalem sprawność cyklu Carnota zależy tylko od temperatur grzejnika i chłodn ey 1 ;cst t>^Twiększa n wickoza jesi różnica ich tcmperaiur

Sp ..ssticsć riirików rzeczywistych jar. rut. cisza od sprawności silników idealny .di ponieważ ^M\ r 1 oj ZCCZywistym sa straty ciepła spowodowane np. rporum: ruchu

grze runa

7. grzejnika