2740389837

183

Wykład z fizyki, Piolr Posmykiewic

Q = AU +W=W

lub

w=q,-|q₂|    15-1

Współczynnikiem sprawności silnika cieplnego nazywamy stosunek pracy wykonanej do ciepła dostarczonego z grzejnicy:

w_Q,-|Q₂|__[ (Ojj Q, Qi Q,

15-2

Współczynnik sprawności

Ponieważ ciepłoQ, jest zwykle wytwarzane poprzez spalanie jakiegoś paliwa, na przykład węgla lub oleju, za które trzeba zwykle zapłacić, to projektuje się maszyny cieplne tak aby współczynnik sprawności był jak największy. Najlepszy silnik parowy ma sprawność rzędu 40%, a silnik spalinowy 50%. Przy 100% sprawności (r| = 1 ) cała energia cieplna pobierana z grzejnicy byłaby zamieniana na pracę i nie odprowadzałoby się ciepła do chłodnicy. Jednak niemożliwe jest zbudowanie silnika cieplnego o 100% sprawności. Ten doświadczalny wynik wyraża drugą zasadę termodynamiki dla silnika cieplnego, która jest równoważna sformułowaniu Kelvina przytoczonemu wyżej:

Niemożliwe jest zbudowanie silnika cieplnego pracującego cyklicznie, który pobierał by ciepło z grzejnicy i zamieniał je całkowicie na pracę.

Druga zasada termodynamiki: Sformułowanie dotyczące silnika cieplnego.

Grzejnica o temperaturze T,

Lodówka „ i

w

-t-T-¹

q₂

Chłodnica o temperaturze T₂

Rysunek 14-5

Słowo „cyklicznie” jest ważne, ponieważ można przekształcić całkowicie ciepło w pracę, ale w przemianie niecyklicznej. Wszystkie gazy doskonałe rozprężając się izotermicznie właśnie to robią. Ale po rozprężaniu gaz nie znajduje się w swoim stanie początkowym. Jeżeli chcemy przywrócić gaz do stanu początkowego, to musi zostać wykonana praca nad gazem i trochę ciepła musi być oddane.

To drugie prawo mówi nam, że jeżeli chcemy otrzymać