ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Тепловые машины (№2). Тепловые двигатели формулы


Тепловые двигатели. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

Тепловые двигатели.

Машины, преобразующие внутреннюю энергию механическую работу называют тепловыми двигателями

Хронология изобретений:

1690 - пароатмосферная машина Д.Папена (Франция) - теоретически

1698 -  пароатмосферная машина Т.Севери (Англия)

1705 -  пароатмосферная машина Т.Ньюкомена (Англия)

1763 - паровая машина И.Ползунова (Россия)

1774 - паровая машина Д.Уатта (Англия)

1860 - двигатель внутреннего сгорания Ленуара (Франция)

1865 - двигатель внутреннего сгорания Н.Отто (Германия)

1871 - холодильная машина К.Линде (Германия)

1887 - паровая турбина К.Лаваля (Швеция)

1897 - двигатель внутреннего сгорания Р.Дизеля (Германия)

Круговой (циклический) процесс - если в результате изменений система вернулась в исходное состояние, то говорят, что она совершила круговой процесс или цикл.

А1а2>А1б2 - по модулю (из сравнения площадей).

А1а2>0

А1б2<0

Суммарная работа за циклический процесс численно равна площади, ограниченной линией процесса.

Из второго з-на термодинамики: ни один тепловой двигатель не может иметь кпд равный единице (100%). 

Из второго з-на термодинамики: ни один тепловой двигатель не может иметь кпд равный единице (100%). , где А - работа двигателя за цикл, Q - количество теплоты, полученное двигателем  за цикл.

Круговой (циклический) процесс

Из второго з-на термодинамики: ни один тепловой двигатель не может иметь кпд равный единице (100%).

Принцип работы теплового двигателя:

Q = A' + ΔU - количество теплоты, переданное системе расходуется на совершение этой системой механической работы и на увеличение ее внутренней энергии (т.е. система должно отдать тепло в окружающее пространство) - 1-й з-н термодинамики.

Q = A' + ΔU

Нагреватель передает тепло рабочему телу при температуре Т1.

Рабочее тело совершает полезную механическую работу A'.

Холодильник (охладитель) получает часть тепла, обеспечивая циклический процесс.

A' = Q1 - Q2

Коэффициент полезного действия теплового двигателя:

         Коэффициент полезного действия теплового двигателя

Нагреватель передает тепло рабочему телу при температуре Т1.

Кпд реальных двигателей:

турбореактивный - 20 -30%; карбюраторный - 25 -30%, дизельный - 35-45%.

0 - 1 - впуск горючей смеси (изобара)

1 - 2 - сжатие (адиабата)

2 - загорание горючей смеси

2 -3 -резкое возрастание давления (изохора)

3 -4 - рабочий ход (адиабата)

4 - 0 - выпуск

Кпд реальных двигателей

Идеальная тепловая машина - машина Карно (Сади Карно, Франция, 1815).

Машина работает на идеальном газе.

1 - 2 - при тепловом контакте с нагревателем газ расширяется изотермически.

2 - 3 - газ расширяется адиабатно.

После контакта с холодильником:

3 - 4 - изотермическое сжатие;

4 - 1 - адиабатное сжатие.

Идеальная тепловая машина - машина Карно

КПД идеальной машины:

КПД идеальной машины:

η является функцией только двух температур, не зависит от устройства машины и вида топлива.

 

Теорема Карно: кпд реальной тепловой машины не может быть больше кпд идеальной машины, работающей в том же интервале температур.

 

Цикл Карно обратим. Машина, работающая по обратному циклу наз. холодильной машиной.

 

www.eduspb.com

Тепловые машины (№2) | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Термодинамика не интересуется конкретным устройст­вом тепловых машин, она анализирует общие закономер­ности взаимопревращений теплоты и механической рабо­ты. Среди устройств, которые термодинамика считает тепловыми машинами, оказываются не только привычные двигатели внутреннего сгорания и холодильники, но и вели­чественный Гольфстрим, и разрушительные смерчи.

Тепловые машины — это перио­дически действующие устройства, пе­реводящие теплоту и механическую работу друг в друга.

Если тепловая машина работает по прямому циклу (переводит теплоту в работу), то она называется тепловым двигателем.

Тепловая машина, работа­ющая по обратному циклу (за счет по­требления механической работы, от­бирающая теплоту у нагретых тел), называется холодильной машиной.

Примером теплового двигателя может служить двигатель автомобиля, а холо­дильная машина стоит у вас на кухне — это холодильник. Тепловые машины с точки зрения термодинамики всегда содержат три элемента: два теплообменника — нагрева­тель и холодильник — и изолирующую среду — рабочее тело. Рабочее тело предотвращает непосредственный кон­такт между теплообменниками, который неминуемо при­вел бы к уравниванию их температур и остановке маши­ны. Последние два утверждения далеко не очевидные и по своей сути представляют следствия второго начала термо­динамики.

Тепловой двигатель предназначен для производства работы, его эффективность определяется коэффициентом полезно­го действия (КПД), который можно выразить как отноше­ние работы A, произведенной за цикл («польза»), к количе­ству подведенной за цикл теплоты Q1 («затраты»).

χ = Q2 / A = Q2 / (Q1 — Q2).

Эффективность холодильной машины определяется холо­дильным коэффициентом, который задается как отношение отбираемого количества теплоты Q2 («польза») к затрачен­ной на это работе A («затраты»).

Все тепловые машины — периодически действую­щие устройства, и состо­яния рабочего тела пери­одически повторяются. Следовательно, измене­ния внутренней энергии рабочего тела за цикл равно нулю (U = 0), и, согласно первому началу термодинамики, тепло­вой двигатель за цикл производит работу, а хо­лодильная машина — вы­деляет количество тепло­ты. Смысл величин Q1, Q2 и направление пере­дачи теплоты в тепловых машинах можно понять, рассмотрев следующий рисунок. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Тепловые машины: а — тепловой двигатель; б — холодильная машина
На этой странице материал по темам:

worldofschool.ru

Тепловые машины - материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: принципы действия тепловых машин, КПД тепловой машины, тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Коротко говоря, тепловые машины преобразуют теплоту в работу или, наоборот, работу в теплоту.Тепловые машины бывают двух видов — в зависимости от направления протекающих в них процессов.

1. Тепловые двигатели преобразуют теплоту, поступающую от внешнего источника, в механическую работу.

2. Холодильные машины передают тепло от менее нагретого тела к более нагретому за счёт механической работы внешнего источника.

Рассмотрим эти виды тепловых машин более подробно.

Тепловые двигатели

Мы знаем, что совершение над телом работы есть один из способов изменения его внутренней энергии: совершённая работа как бы растворяется в теле, переходя в энергию беспорядочного движения и взаимодействия его частиц.

Рис. 1. Тепловой двигатель

Тепловой двигатель — это устройство, которое, наоборот, извлекает полезную работу из «хаотической» внутренней энергии тела. Изобретение теплового двигателя радикально изменило облик человеческой цивилизации.

Принципиальную схему теплового двигателя можно изобразить следующим образом (рис. 1). Давайте разбираться, что означают элементы данной схемы.

Рабочее тело двигателя — это газ. Он расширяется, двигает поршень и совершает тем самым полезную механическую работу.

Но чтобы заставить газ расширяться, преодолевая внешние силы, нужно нагреть его до температуры, которая существенно выше температуры окружающей среды. Для этого газ приводится в контакт с нагревателем — сгорающим топливом.

В процессе сгорания топлива выделяется значительная энергия, часть которой идёт на нагревание газа. Газ получает от нагревателя количество теплоты Q_1

. Именно за счёт этого тепла двигатель совершает полезную работу A.

Это всё понятно. Что такое холодильник и зачем он нужен?

При однократном расширении газа мы можем использовать поступающее тепло максимально эффективно и целиком превратить его в работу. Для этого надо расширять газ изотермически: первый закон термодинамики, как мы знаем, даёт нам в этом случае A=Q_1.

Но однократное расширение никому не нужно. Двигатель должен работать циклически, обеспечивая периодическую повторяемость движений поршня. Следовательно, по окончании расширения газ нужно сжимать, возвращая его в исходное состояние.

В процессе расширения газ совершает некоторую положительную работу A_1. В процессе сжатия над газом совершается положительная работа A_2

(а сам газ совершает отрицательную работу -A_2). В итоге полезная работа газа за цикл: A=A_1-A_2.

Разумеется, должно быть A>0, или A_2 < A_1 (иначе никакого смысла в двигателе нет).

Сжимая газ, мы должны совершить меньшую работу, чем совершил газ при расширении.

Как этого достичь? Ответ: сжимать газ под меньшими давлениями, чем были в ходе расширения. Иными словами, на pV-диаграмме процесс сжатия должен идти ниже процесса расширения, т. е. цикл должен проходиться по часовой стрелке (рис. 2).

Рис. 2. Цикл теплового двигателя

Например, в цикле на рисунке работа газа при расширении равна площади криволинейной трапеции V_11a2V_2. Аналогично, работа газа при сжатии равна площади криволинейной трапеции V_11b2V_2 со знаком минус. В результате работа A газа за цикл оказывается положительной и равной площади цикла 1a2b1.

Хорошо, но как заставить газ возвращаться в исходное состояние по более низкой кривой, т. е. через состояния с меньшими давлениями? Вспомним, что при данном объёме давление газа тем меньше, чем ниже температура. Стало быть, при сжатии газ должен проходить состояния с меньшими температурами.

Вот именно для этого и нужен холодильник: чтобы охлаждать газ в процессе сжатия.

Холодильником может служить атмосфера (для двигателей внутреннего сгорания) или охлаждающая проточная вода (для паровых турбин). При охлаждении газ отдаёт холодильнику некоторое количество теплоты Q_2.

Суммарное количество теплоты, полученное газом за цикл, оказывается равным Q_1-Q_2. Согласно первому закону термодинамики:

Q_1 - Q_2 = A + \Delta U,

где \Delta U — изменение внутренней энергии газа за цикл. Оно равно нулю: \Delta U = 0, так как газ вернулся в исходное состояние (а внутренняя энергия, как мы помним, является функцией состояния). В итоге работа газа за цикл получается равна:

A = Q_1 - Q_2. (1)

Как видите, A < Q_1: не удаётся полностью превратить в работу поступающее от нагревателя тепло. Часть теплоты приходится отдавать холодильнику — для обеспечения цикличности процесса.

Показателем эффективности превращения энергии сгорающего топлива в механическую работу служит коэффициент полезного действия теплового двигателя.

КПД теплового двигателя — это отношение механической работы A к количеству теплоты Q_1, поступившему от нагревателя:

С учётом соотношения (1) имеем также

\eta = \frac{\displaystyle A}{\displaystyle Q_1 \vphantom{1^a}}. (2)

КПД теплового двигателя, как видим, всегда меньше единицы. Например, КПД паровых турбин приблизительно 25 \%, а КПД двигателей внутреннего сгорания около 40 \%.

Холодильные машины

Житейский опыт и физические эксперименты говорят нам о том, что в процессе теплообмена теплота передаётся от более нагретого тела к менее нагретому, но не наоборот. Никогда не наблюдаются процессы, в которых за счёт теплообмена энергия самопроизвольно переходит от холодного тела к горячему, в результате чего холодное тело ещё больше остывало бы, а горячее тело — ещё больше нагревалось.

Рис. 3. Холодильная машина

Ключевое слово здесь — «самопроизвольно». Если использовать внешний источник энергии, то осуществить процесс передачи тепла от холодного тела к горячему оказывается вполне возможным. Это и делают холодильныемашины.

По сравнению с тепловым двигателем процессы в холодильной машине имеют противоположное направление (рис. 3).

Рабочее тело холодильной машины называют также хладагентом. Мы для простоты будем считать его газом, который поглощает теплоту при расширении и отдаёт при сжатии (в реальных холодильных установках хладагент — это летучий раствор с низкой температурой кипения, который забирает теплоту в процессе испарения и отдаёт при конденсации).

Холодильник в холодильной машине — это тело, от которого отводится теплота. Холодильник передаёт рабочему телу (газу) количество теплоты Q_2, в результате чего газ расширяется.

В ходе сжатия газ отдаёт теплоту Q_1 более нагретому телу — нагревателю. Чтобы такая теплопередача осуществлялась, надо сжимать газ при более высоких температурах, чем были при расширении. Это возможно лишь за счёт работы {A}, совершаемой внешним источником (например, электродвигателем (в реальных холодильных агрегатах электродвигатель создаёт в испарителе низкое давление, в результате чего хладагент вскипает и забирает тепло; наоборот, в конденсаторе электродвигатель создаёт высокое давление, под которым хладагент конденсируется и отдаёт тепло)). Поэтому количество теплоты, передаваемое нагревателю, оказывается больше количества теплоты, забираемого от холодильника, как раз на величину {A}:

Q_1 = Q_2 + {A}

Таким образом, на pV-диаграмме рабочий цикл холодильной машины идёт против часовой стрелки. Площадь цикла — это работа {A}, совершаемая внешним источником (рис. 4).

Рис. 4. Цикл холодильной машины

Основное назначение холодильной машины — охлаждение некоторого резервуара (например, морозильной камеры). В таком случае данный резервуар играет роль холодильника, а нагревателем служит окружающая среда — в неё рассеивается отводимое от резервуара тепло.

Показателем эффективности работы холодильной машины является холодильный коэффициент, равный отношению отведённого от холодильника тепла к работе внешнего источника:

\alpha = \frac{\displaystyle Q_2}{\displaystyle {A}

Холодильный коэффициент может быть и больше единицы. В реальных холодильниках он принимает значения приблизительно от 1 до 3.

Имеется ещё одно интересное применение: холодильная машина может работать как тепловой насос. Тогда её назначение — нагревание некоторого резервуара (например, обогрев помещения) за счёт тепла, отводимого от окружающей среды. В данном случае этот резервуар будет нагревателем, а окружающая среда — холодильником.

Показателем эффективности работы теплового насоса служит отопительный коэффициент, равный отношению количества теплоты, переданного обогреваемому резервуару, к работе внешнего источника:

\beta = \frac{\displaystyle Q_1}{\displaystyle {A}

Значения отопительного коэффициента реальных тепловых насосов находятся обычно в диапазоне от 3 до 5.

Тепловая машина Карно

Важными характеристиками тепловой машины являются наибольшее и наименьшее значения температуры рабочего тела в ходе цикла. Эти значения называются соответственно температурой нагревателя и температурой холодильника.

Мы видели, что КПД теплового двигателя строго меньше единицы. Возникает естественный вопрос: каков наибольший возможный КПД теплового двигателя с фиксированными значениями температуры нагревателя T_1 и температуры холодильника T_2?

Пусть, например, максимальная температура рабочего тела двигателя равна 1000 K, а минимальная — 300 K. Каков теоретический предел КПД такого двигателя?

Ответ на поставленный вопрос дал французский физик и инженер Сади Карно в 1824 году.

Он придумал и исследовал замечательную тепловую машину с идеальным газом в качестве рабочего тела. Эта машина работает по циклу Карно, состоящему из двух изотерм и двух адиабат.

Рассмотрим прямой цикл машины Карно, идущий по часовой стрелке (рис. 5). В этом случае машина функционирует как тепловой двигатель.

Рис. 5. Цикл Карно

Изотерма 1\rightarrow 2. На участке 1\rightarrow 2 газ приводится в тепловой контакт с нагревателем температуры T_1 и расширяется изотермически. От нагревателя поступает количество теплоты Q_1 и целиком превращается в работу на этом участке: A_{12} = Q_1.

Адиабата 2\rightarrow 3. В целях последующего сжатия нужно перевести газ в зону более низких температур. Для этого газ теплоизолируется, а затем расширяется адиабатно на учатке 2\rightarrow 3.

При расширении газ совершает положительную работу A_{23}, и за счёт этого уменьшается его внутренняя энергия: \Delta U_{23} = -A_{23}.

Изотерма 3\rightarrow 4. Теплоизоляция снимается, газ приводится в тепловой контакт с холодильником температуры T_2. Происходит изотермическое сжатие. Газ отдаёт холодильнику количество теплоты Q_2 и совершает отрицательную работу A_{34} = -Q_2.

Адиабата 4\rightarrow 1. Этот участок необходим для возврата газа в исходное состояние. В ходе адиабатного сжатия газ совершает отрицательную работу A_{41}, а изменение внутренней энергии положительно: \Delta U_{41} = -A_{41}. Газ нагревается до исходной температуры T_1.

Карно нашёл КПД этого цикла (вычисления, к сожалению, выходят за рамки школьной программы):

\eta = \frac{\displaystyle T_1 - T_2}{\displaystyle T_1 \vphantom{1^a}}. (3)

Кроме того, он доказал, что КПД цикла Карно является максимально возможным для всех тепловых двигателей с температурой нагревателя T_1 и температурой холодильника T_2.

Так, в приведённом выше примере (T_1 = 1000 K, T_2 = 300 K) имеем:

\eta_{max} = \frac{\displaystyle 1000 - 300}{\displaystyle 1000 \vphantom{1^a}}=0,7(=70 \%).

В чём смысл использования именно изотерм и адиабат, а не каких-то других процессов?

Оказывается, изотермические и адиабатные процессы делают машину Карно обратимой. Её можно запустить по обратному циклу (против часовой стрелки) между теми же нагревателем и холодильником, не привлекая другие устройства. В таком случае машина Карно будет функционировать как холодильная машина.

Возможность запуска машины Карно в обоих направлениях играет очень большую роль в термодинамике. Например, данный факт служит звеном доказательства максимальности КПД цикла Карно. Мы ещё вернёмся к этому в следующей статье, посвящённой второму закону термодинамики.

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

Тепловые двигатели наносят серьёзный ущерб окружающей среде. Их повсеместное использование приводит к целому ряду негативных эффектов.

• Рассеяние в атмосферу огромного количества тепловой энергии приводит к повышению температуры на планете. Потепление климата грозит обернуться таянием ледников и катастрофическими бедствиями.• К потеплению климата ведёт также накопление в атмосфере углекислого газа, который замедляет уход теплового излучения Земли в космос (парниковый эффект).• Из-за высокой концентрации продуктов сгорания топлива ухудшается экологическая ситуация.

Это — проблемы в масштабе всей цивилизации. Для борьбы с вредными последствиями работы тепловых двигателей следует повышать их КПД, снижать выбросы токсичных веществ, разрабатывать новые виды топлива и экономно расходовать энергию.

Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России)                        +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)

Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.

ege-study.ru

Физика § 5

§ 5. Тепловые машины.

        1. Тепловые двигатели.         Тепловые двигатели превращают часть внутренней энергии системы в механическую и за счет нее совершают механическую работу.         Для работы теплового двигателя необходимо наличие трех тел: нагревателя, рабочего тела и холодильника (рис. 5.1).         Тепловой двигатель работает циклично. Получив от нагревателя некоторое количество теплоты Q1, рабочее тело, расширяясь, совершает механическую работу A, затем возвращается в исходное состояние – сжимается, при этом неизрасходованную часть теплоты Q2 оно отдает холодильнику.

Рис. 5.1.

Работа за один цикл равна:         A = Q1 – Q2, а к.п.д. теплового двигателя вычисляется по формуле:                  У первых паровых машин к.п.д. не превышал 10–15%. К.п.д. современных паровых турбин, используемых на электростанциях, близок к 25%, а у газовых турбин он достигает 50%. Двигатели внутреннего сгорания имеют к.п.д. 40–45%, а у турбореактивных двигателей он равен 60–70%.         Невозможно создать тепловую машину, которая всю теплоту, полученную от нагревателя, превращала бы в механическую работу. Это альтернативная формулировка второго начала термодинамики.

        2. Холодильные установки.         Холодильные установки (тепловые насосы) перекачивают теплоту от "холодного" тела к нагретому за счет механической работы.         Поскольку теплота в таком направлении самопроизвольно передаваться не может, то холодильные установки работают на энергии внешнего источника. Расширяясь, рабочее тело отбирает у холодного тела некоторое количество теплоты Q2, затем за счет механической работы A происходит сжатие рабочего тела при более высокой температуре, при этом нагретому телу передается количество теплоты Q1 (рис. 5.2).

Рис 5.2.

        Количество теплоты, отбираемое у холодного тела, равно:         Q2 = Q1 – A, а эффективность работы холодильной установки определяется холодильным коэффициентом:                  Тепловой насос (холодильная установка) может быть использован и в качестве отопительной машины. Принцип действия в этом случае остается прежним – теплота перекачивается из "холодной" окружающей среды в отапливаемое помещение за счет механической работы. Эффективность работы отопительной машины определяется отопительным коэффициентом:                  На рис. 5.3 изображено устройство агрегата бытового холодильника. Агрегат состоит из компрессора 2, конденсатора 1, крана 4 и испарителя 3.

Рис. 5.3.

        Газообразный фреон с помощью компрессора, работающего от электродвигателя, сжимается в конденсаторе и переходит в жидкое состояние. При сжатии он рассеивает теплоту в окружающую среду. Через автоматически открывающийся клапан жидкий фреон поступает в испаритель. Переходя при низком давлении переходит в газообразное состояние, фреон сильно охлаждается и забирает теплоту от морозильной камеры.

        3. Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 5.4.

        Работа двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех тактов (рис 5.4):         I такт – впуск. Открывается впускной клапан 1, и поршень 2, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь из карбюратора.         II такт – сжатие. Впускной клапан закрывается, и поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, которая при сжатии нагревается.         III такт – рабочий ход (сгорание). Когда поршень достигает верхнего положения (при быстром ходе двигателя несколько раньше), смесь поджигается электрической искрой, вырабатываемой свечой. Сила давления газов – раскаленных продуктов сгорания горючей смеси – толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, и этим совершается полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, и давление их падает (к концу такта почти до атмосферного).         IV такт – выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан 3, и отработанные продукты горения выбрасываются сквозь глушитель в атмосферу.         Поскольку из четырех тактов только один, третий, является рабочим, на автомобилях с целью получения равномерной работы двигателя ставится четыре, шесть и более цилиндров, установленных на общем валу так, что при каждом такте по крайней мере один из цилиндров совершает рабочий ход.        Более экономичным является дизельный двигатель, работающий на дешевых сортах топлива. В его цилиндр всасывается не горючая смесь, а атмосферный воздух. Производится 11–12-кратное сжатие воздуха, при этом температура поднимается до 600–700 °C. В начале третьего такта с помощью форсунки, работающей от сжатого воздуха, в цилиндр впрыскивается топливо, которое из-за высокой температуры само воспламеняется. Горение здесь продолжается значительно дольше, чем в карбюраторном двигателе.

Рис. 5.5.

        На рис. 5.5 изображен рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания с точки зрения происходящих в нем газовых процессов для карбюраторного двигателя (слева):

 I такт 1–2 изобарический впуск горючей смеси из карбюратора
 II такт 2–3 адиабатный 4–5-кратное сжатие
 III такт 3 искра поджигает топливо
3–4 изохорический горение
4–5 адиабатный рабочий ход
5–2 изохорический выхлоп
 IV такт 2–1 изобарический выталкивание продуктов сгорания (продолжение выхлопа)
и для дизельного двигателя (справа):
 I такт 1–2 изобарический впуск атмосферного воздуха
 II такт 2–3 адиабатный 11–12-кратное сжатие
 III такт 3 форсунка впрыскивает топливо
3–4 изохорический горение (рабочий ход)
4–5 адиабатный продолжение расширения (рабочий ход)
5–2 изохорический выхлоп
 IV такт 2–1 изобарический выталкивание продуктов сгорания (продолжение выхлопа)

        4. Идеальная тепловая машина.         Под идеальной понимается тепловая машина, имеющая максимальный к.п.д. при заданных значениях нагревателя T1 и холодильника T2.         Из второго начала термодинамики следует, что даже у идеального теплового двигателя, работающего без потерь, к.п.д. принципиально ниже 100 % и вычисляется по формуле:                  Рабочим телом в идеальной тепловой машине является идеальный газ, а работает она по циклу Карно (рис. 5.6):

1–2 изотермический медленно расширяясь при температуре T1, газ получает теплоту Q1 от нагревателя
2–3 адиабатный резко расширяясь, газ охлаждается до температуры T2
3–4 изотермический медленно сжимаясь при температуре T2, газ отдает теплоту Q2 холодильнику
4–1 адиабатный резко сжимаясь, газ нагревается до температуры T1

Рис. 5.6.

www.anyphys.narod.ru