2740389836

182

Wykład zfizyki, Piotr Posmykie

przejścia w parę przy około 500°C ( Rysunek 15-1 ). Para rozszerza się naciska na tłok i wykonuje pracę, następnie istnieje w znacznie niższej temperaturze i w końcu ochładza się aż ulegnie skropleniu. Woda jest następnie pompowana do zbiornika i ulega ponownemu podgrzaniu.

Rysunek 15-2 przedstawia schemat działania silnika spalinowego używanego w większości silników samochodowych (silnik benzynowy). Jeżeli zawór wydechowy jest zamknięty, to mieszanina par benzyny i powietrza dostaje się do komory spalania podczas gdy tłok porusza się do dołu w etapie zasysania. Następnie mieszanka jest sprężana, po czym następuje jej zapłon dzięki iskrze ze świecy zapłonowej. W rezultacie tego, gorący gaz rozpręża się przesuwając tłok do dołu w etapie zwanym etapem pracy i wykonuje pracę. Następnie gaz jest usuwany poprzez zawór odprowadzający i cykl się powtarza. Idealny model takiego cyklu w silniku spalinowym jest zwany cyklem Otto i przestawiony na rysunku 15-3.

Grzejnica o temperaturze Ti

' ■\ 1 1 «ps 1
SILNIK	W r
_lal_

Chodnica o temperaturze T2

Rysunek 15-4

Rysunek 15-4 ilustruje schematycznie zasadę działania silnika cieplnego. Dostarczane ciepło wpływa do układu ze zbiornika ciepła - grzejnicy posiadającej temperaturę T, i wypływa do chłodnicy o temperaturze T₂. Zbiornikami te są doskonałymi ciałami lub układami, które posiadają bardzo duża pojemność cieplną pozwalającą na pobieranie lub oddawanie ciepła bez istotnych zmian temperatury. W praktyce takim cieplnym zbiornikiem może być otaczająca atmosfera lub np. jezioro. Ponieważ stan początkowy i końcowy takiej maszyny i substancji roboczej jest taki sam, to początkowa i końcowa energia wewnętrzna są takie same, czyli ZlU = 0. Wtedy, zgodnie z pierwsza zasada termodynamiki, wykonana praca iest równa wypadkowemu ciepłu dostarczonemu do układu: