Карно температурная

Второе начало термодинамики говорит о том, что самопроизвольно теплота передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой и никогда наоборот. Получение же холода связано как раз с передачей теплоты от менее нагретого тела к более нагретому, т. е. с переносом теплоты с низшего температурного уровня на высший. Такой перенос возможен только с затратой работы. В качестве переносчика теплоты с низшего температурного уровня на высший используется специальное рабочее вещество-хладагент, совершающее круговой процесс. Идеальным круговым процессом является обращенный цикл Карно (рис. 39). [c.121]

Из энергетического баланса цикла Карно можно найти необходимую работу переноса теплоты с низшего температурного уровня (То) на высший Т). [c.122]

Количество теплоты Q, отдаваемое рабочим веществом па высшем температурном уровне (Т), и количество теплоты Qo, воспринимаемое рабочим веществом на низшем температурном уровне (То), будет равно площади под соответствующими линиями цикла Карно. [c.122]

Томсон (лорд Кельвин) на основе работы Карно ввел понятие абсолютной (т. е. независящей от термометрического вещества) температурной шкалы. [c.11]

Из факта максимального к. п, д. обратимого цикла Карно следует, что этот цикл при заданном температурном перепаде устанавливает предел превращения теплоты в работу. [c.80]

В определенном температурном интервале Г и Гг наивысшим КПД обладает не только цикл Карно, но и любой другой цикл, состоящий из двух изотерм АВ и СО (рис. 6.3). Для этого необходимо, чтобы во время процесса ВС теплота от рабочего тела отдавалась не внешнему теплоприемнику, а с помощью вспомогательного теплообменника (регенератора) рабочему телу в процессе его нагрева ОА. Отметим, что с внешними источниками теплоты рабочее тело имеет связь только на участках АВ и СО. [c.154]

В заданном температурном интервале теоретически наиболее выгодным циклом холодильной установки является обратный цикл Карно. В этом цикле, который осуществляется против часовой стрелки, рабочее тело сжимается сначала по адиабате 1-2 (рис. 6.11) с затратой внешней работы, а затем по изотерме 2-3 с передачей теплоты источнику теплоты более высокой температуры. После этого происходит расщирение рабочего тела по адиабате 3-4 с отдачей внешней работы и понижением температуры от Т до Т2, затем происходит расширение по изотерме 4-1 с отнятием теплоты от источника теплоты более низкой температуры. [c.168]

В любом тепловом двигателе при помощи любого теплового цикла, даже с помощью идеального теплового цикла Карно (со стоящего из двух изотерм и двух адиабат) теплота не может быть полностью превращена в работу. Часть тепла в цикле не используется, переходя с высшего температурного уровня на низший и, таким, образом, в определенной степени обесценив вается. [c.86]

Охлаждение до температур, более низких, чем температура окружающей среды, связано с переносом тепла с низшего температурного уровня на высший. Согласно второму закону термодинамики, этот перенос тепла возможен лишь при затрате энергии. Перенос тепла с низшего температурного уровня на высший осуществляется по обратному циклу Карно. [c.187]

В соответствии с прямым циклом Карно, при переходе тепла с температурного уровня Т на более низкий температурный уровень Го совершается работа I, и на низшем температурном уровне сохраняется запас тепла Qo При этом энергетический баланс процесса выражается равенством [c.187]

Перенос тепла с одного температурного уровня на другой — обратимый процесс. Следовательно, тепло может быть перенесено по обратному циклу Карно с низшего температурного уровня То на высший температурный уровень Т при соответствующей затрате работы I. В частности, процесс охлаждения можно осуществить следующим образом (рис. 9.1). Рабочее тело (газ) адиабатически сжимается с затратой работы (линия 1—2) и после этого изотермически конденсируется (линия 2—3), отдавая тепло Q окружающей среде при температуре Т. Полученная жидкость адиабатически расширяется, производя полезную работу (линия 3—4), и затем испаряется (линия 4—1) при пониженном давлении, отнимая тепло Qo от охлаждаемого материала, при температуре 7о. [c.187]

В мемуаре С. Карно Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу (Париж, 1824 г.) имеется нижеследующая, важная для хода рассуждений Карно ссылка на калориметрическую аксиому (стр. 37). В наших доказательствах мы полагали, что если тело, испытав любые изменения и ряд превращений, возвращается в прежнее состояние в отношении плотности и температуры, то. оно будет обладать тем же количествам теплоты, какое имело первоначально, т. е. другими словами, что поглощаемые и отдаваемые при различных превращениях количества тепла взаимно компенсируются . Поэтому производимую телом работу Карно принужден был объяснить падением тепла (теплорода) с высшего температурного уровня на низший. Карно пишет далее Это положение никогда не подвергалось сомнению оно было сперва принято без рассуждений и затем подтверждено многочисленными калориметрическими измерениями. Отрицать его, значит, разрушить всю теорию тепла, основывающуюся на этом положении. Впрочем, заметим мимоходом, основные положения, на которые опирается теория тепла, требуют внимательного исследования. Некоторые данные опыта представляются необъяснимыми при современном состоянии теории . [c.47]

Принцип Карно сыграл ведущую роль в развитии научных основ тепло, техники. На основе этого принципа стало ясно, что для повышения к.п.д-тепловых машин важно идти по пути расширения температурных пределов, между которыми происходит цикл рабочего тела, тогда как замена одного [c.65]

Уравнение (3.3") является удобным обобщением уравнения Карно. Оно применимо к циклу любой формы вне зависимости от свойств рабочего тела. Уравнение (3.3"), в частности, показывает, что при заданных температурных пределах, между которыми осуществляется цикл, к.п.д. цикла тем больше [c.67]

Важно заметить, что выбрав какую-либо температуру в качестве температурного уровня, упоминаемого в определении энтропии, мы не. вносим этим никаких ограничений в те состояния, которые могут быть нами рассматриваемы. Мы только соглашаемся не пользоваться в наших рассуждениях холодильниками с температурой, меньше Го что же касается изучаемого тела, энтропией которого мы интересуемся, то его температура может бьп ь больше или меньше, чем Го. В обоих случаях доказательство теоремы о минимальной отдаче, приведенное выше, сохраняет силу. Действительно, там сказано, что начальная стадия процесса Карно есть адиабата, по которой изучаемое тело переводят из начального состояния к температуре Го но нужно ли для этого адиабатно понижать температуру или, наоборот, адиабатно повышать температуру (например, адиабатно сжимать тело),— этот вопрос преднамеренно был оставлен открытым. Следовательно, экстремальное определение энтропии пригодно для всех состояний любой системы тел, причем система может иметь сколь угодно высокую или сколь угодно низкую температуру. [c.90]

Доказательство первого утверждения. Из экстремального определения энтропии и связанной энергии и из теоремы о минимальной теплоотдаче явствует, что энтропия 5 равна теплоте, отдаваемой телом при переходе по изотерме универсального температурного уровня Т от адиабаты, проходящей через рассматриваемое состояние 1, к адиабате, проведенной через то начальное ( стандартное ) состояние О, с которым решено сопоставлять все остальные состояния тела. Аналогично связанная энергия G равна теплоте, отдаваемой телом при переходе из 1 на начальную адиабату по изотерме t, на которой лежит рассматриваемое состояние 1. Для любой системы, каковы бы ни были состояния 1 и О, знаки S н G всегда одинаковы. Действительно, если оказалось бы, что одна из этих величин отрицательна, тогда как другая положительна, то это означало бы, что имеется возможность построить такой цикл Карно (из отрезков изотерм То и / и адиабат, проходящих через 1 и 0), обходя который в одном направлении система только получила бы тепло на обеих изотермах. Очевидно, что подобный цикл соответствовал бы перпетуум-мобиле второго рода. [c.92]

Получение низких температур с помощью холодильной машины основано на принципе осуществления обратимого кругового процесса, или так называемого холодильного цикла, который в идеальном случае можно изобразить обращенным циклом Карно. Последний представляет собой замкнутый круговой цикл, состоящий последовательно из изотермических и адиабатических процессов, причем вследствие обратимости последних этот цикл может быть проведен в обратном направлении путем превращения механической работы в теплоту или вводом некоторого количества сравнительно высокого температурного потенциала, что и имеет место в холодильных машинах. [c.608]

Рассмотрим тепловую мащину, действующую по циклу Карно (рис. 1), т. е. по обратимому циклу, состоящему из двух изотерм — АВ и СО и двух адиабат — ВС и ОА (на рис. 1 изображена ри-диаграмма газа, однако следует иметь в виду, что мы пока еще не располагаем температурной шкалой). [c.27]

Для того чтобы использовать уравнение (14) в целях построения температурной шкалы, необходимо установить вид функции / (0). Как указано выше, коэффициент полезного действия тепловой машины Карно не зависит от выбора рабочего тела, и, следовательно, функция Р д) является универсальной, т. е. одинаковой для всех веществ. Однако о виде этой функции термодинамика не может дать никаких сведений. Поэтому, так же как и в общем случае установления температурной шкалы по любому термометрическому параметру (стр. 23), вид функции / (0) можно выбрать лишь произвольно. [c.29]

Первая из них имеет главным образом исторический интерес. Вильям Томсон (Кельвин), который в 1848 г. предложил использовать коэффициент полезного действия машины Карно для установления температурной шкалы, принял вначале зависимость т] от температуры линейной, т. е. [c.29]

Обратимый цикл при переменных температурах выпаривания и абсорбции можно оценить с помощью эквивалентного цикла Карно. Температурные границы эквивалентного цикла должны быть равны среднепланиметрическим температурам в процессах подвода и отвода тепла. Если перепады температур относительно малы, среднепланиметрические температуры могут быть заменены среднеарифметическими. [c.159]

Обратный цикл Карно. Перенос тепла от холодного источника к окружающей среде, при постоянстве их температур Т и Г, осуществляется с минимальной затратой работы, при помощи цикла Карно. Температурный перепад между источниками и рабочим телом принимается бесконечно малым, и процессы отвода и подвода тепла от источников можно заменить соответствующими процессами рабочего тела. Цикл Карно может быть осуществлен в области влажного пара (рис. 10, о) онсостоит из двух изотерм — Т (испарителя) и Т (конденсатора) и двух адиабат 1—2 (компрессора) и 3—4 (расширителя). Работа цикла Л/ равна разности [c.23]

По термодинамической характеристике перенос тепла с.низшего температурного уровня на высший представляет собой обращенный цикл Карни. Соответственно прямому циклу Карно при переходе тепла с температурного уровня Т на более низкий температурный уровень 7 может быть совершена работа АЬ VI сохранен запас тепла Q , па низшем температурном уровне. При этом энергетический баланс процесса выражается равенством [c.203]

Перенос тепла с одного температурного уровня на другой — обратимый процесс, следовательно, тепло может быть перенесено по обращенному циклу Карно с низшего температурного уровня Гц на ВЫСП1ИЙ температурный уровень Т при соответствующей затрате работы АЬ. В частности, процесс охлаичдения может быть проведен следующим путем (рис. 9-1). Рабочее тело (газ) адиабатически [c.203]

Кроме того, оно может быть использовано для получения абсолютной термодинамической шкалы температур. Действительно, если рассмотреть тепловую мап1ину, работающую по циклу Карно при постоянной температуре теплоприемника (0г), но при разных температурах нагревателя (0 ), то полученную от нагревателя теплоту можно рассматривать как термометрическое свойство. Из второго закона следует, что коэффициент полезного действия должен быть функцией температур нагревателя и теплоприемника т)=/(01,02). Для создания температурной шкалы надо выбрать вид этой [c.60]

Справедливость этого положения Клаузиус подтве щими рассуждениями о двух сопряженных машинах положим, что, проведя в одинаковом температурном интервале обратимый цикл Карно с двумя различными телами, удалось бы получить разные к. п, д. (гц и г]2). В таком случае, если машина Карно с большим к.п.д. приводит в движение машину Карно с меньшим к. п. д. (т. е. первый цикл проводится в прямом направлении, а второй — в обратном), то энергия переходит от холодного тела к горячему без какой-либо компенсации, т. е. совер- [c.78]

Если АТ для цикла Карно, проведенного между температурами кипящей воды (при р=1 атм) и тающего льда, принять за 100, то абсолютная температура нагревателя окажется равной 373,15 К, и шкала абсолютных температур совпадет со шкалой газового термометра. Сказанное означает, что шкала газового термометра одновременно играет роль абсолютной шкалы температур. Правда, как уже указывалось в 3, в настоящее время принято другое соглашение о реперных температурных точках, и 100°С больше не используют при определении температурной шкалы МПТШ. [c.47]

Для паросиловых установок в заданном температурном интервале термодинамически наиболее выгодным циклом мог бы быть цикл Карно, однако, его осуществление связано с большими тру дностями. Цикл Карно относительно проще было бы осуществить в области влажного пара (см. рис. 6.5,6 цикл а56Ьа). Это объясняется тем, что в области влажного пара изотермные процессы совпадают с изобарными и могут быть реально осуществлены в котле и конденсаторе. В этом цикле конденсация пара в изотермном процессе Ь-а происходит не полностью, вследствие чего в последующем адиабатном процессе а-5 сжимается не вода, как в цикле Ренкина, а влажный пар, имеющий относительно больший объем. Сжатие пара осуществляется специальным компрессором при затратах относительно большой работы на сжатие (пл. а5рхр2а ), что значительно снижает общую экономичность установки и практически обесценивает термодинамические выгоды цикла Карно. По этой причине цикл Карно не получил практического осуществления и сохраняет лишь теоретическое значение как эталонный цикл, имеющий в заданном интервале температур максимальный термический КПД. [c.158]

Из (6.11) следует, что увеличение эффективности холодильных установок связано с понижением температуры окружающей среды 7 и с поБыщением температуры охлаждаемого помещения Tj, т. е. с уменьшением температурного интервала Tx—Tj) затрачиваемая работа /о уменьщается. Однако из-за конструктивных 1рудностей и больших потерь на трение обратный цикл Карно неосуществим. Он является некоторым эталоном, с которым сравнивают эффективность других циклов действительных холодильных установок. [c.169]

Рассмотрим процесс сжижения газа, сопровождающийся ионижением температуры газа от Г] (температуры окружающей среды) до I2 при постоянном давлении и затем полным сжижением газа при температуре T a (рис. 19). От газа отнимается теило при переменных температурах (от Ti до T a) и тепло Qi = Н — Hq при температуре Т - При идеальном процессе теило передается на высший температурный уровень Ti при помощи бесконечно большого числа холодильных агентов — рабочих тел обратных циклов Карно (абвг) с переменными температурами холодного источника, лежащими между и T a, а теило j — при помощи рабочего тела обратного цикла Карно с температурой холодного источника T a-Разность температур между холодильными агентами и источниками (с одной стороны — окружающей средой, с другой стороны — охлаждаемым и сжижаемым газом) является ири этом бесконечно малой величиной. [c.53]

Усовершенствование циклов и квазициклов путем введения регенерации тепла основано на другом принципе — использовании внутреннего теплообмена между потоками рабочего тела. На рис. 1.6 показано несколько циклов, расположенных в одном и том же температурном интервале, с одинаковыми количествами подведенного и отведенного тепла. Первый из них (рис. 1.6,а) — обратный цикл Карно, в котором процессы 1-2 и 3-4 изэнтропы внутренний теплообмен в цикле отсутствует, есть только внешний теплообмен в процессах 2-3 и 4-1. Второй (рис. 1.6,6)—цикл, в котором процессы 1-2 и 3 -4 связаны теплообменом некоторое количество тепла регенерации Qp передается от потока т охлаждаемого рабочего тела к потоку п нагреваемого тела, вследствие этого линии 1-2 и 3 -4 делаются наклонными. В процессе 2 -3 энтропия уменьшается, а в процессе 4-1 возрастает (в пределе, если теплообмен проводится обратимо при АТ->-0, изменения энтропии будут по абсолютному значению равны). В результате при тех [c.18]

Ljnin — теоретические по циклу Карно — фактические на разных температурных [c.264]

Этот цикл совершается между двумя значениями температуры Т и Т—йТ. Согласно вто рому закону термодинамики все обратимые цикльи, совершающиеся между двумя ПОСТОЯННЫМИ температурными уровнями, имеют один и тот же тепловой к. п. д. (йТ/Т), а именно к. п. д. цикла Карно. [c.451]

Температуру можно рассматривать как условие, которое определяет теплообмен в теле. При обеспечении определенных условий конкретное явление природы всегда происходит при одной и той же температуре. Поэтому для описания каждого явления необходимо точно определять точки на температурной шкале. Двумя такими фиксированными точками являются точка таяния льда и точка кипения воды. Обычно используют шкалы Цельсия и Фаренгейта, в которых установлены соответственно 0° С и 32° F для точки таяния льда и 100° С и 212° F — для точки кипения воды. Значения температуры, отличаюш,иеся от этих двух фиксированных точек, устанавливают с помош,ью термометра измерением какого-либо зависящего от температуры свойства рабочего тела. В качестве термометрического рабочего тела используют газы, так как все они с достаточной точностью подчиняются закону идеального газа. Но при создании температурной шкалы, основанной на свойствах рабочего тела, неизбежно допускаются определенные погрешности. Использование теории идеального обратимого двигателя Карно позволило Кельвину избежать этих погрешностей и ввести шкалу абсолютной термодинамической температуры, которая не зависит от свойств рабочего тела. Нуль градусов по шкале Кельвина на 273,15 К ниже точки таяния льда. Начиная с 1954 г. было решено отказаться от точки таяния льда как от реперной точки, так как ее очень трудно воспроизводить с приемлемой точностью. Вместо нее в качестве реперной точки ввели тройную точку воды (температура фазового равновесия между чистым льдом, водой и водяным паром), которая можетбыть воспроизведена в лабораторных условиях с погрешностью не хуже 0,001 К и которая на 0,01 К выше точки таяния льда. Международным соглашением тройной точке было присвоено значение 273,16 К- Другие температуры могут быть определены с помощью газового термометра постоянного объема согласно следующему выражению [c.16]

В перспективе не исключена возможность преобразования тепловой энергии океана в электрическую энергию, а затем методом электролиза использования этой энергии для получения водорода. В тропических океанах температурный градиент между теплой водой на поверхности океана и холодной водой в промежуточном слое (на глубине 600—500 м ниже поверхности) составляет 22—24°С. Такой перепад температуры дает теоретический КПД по циклу Карно примерно 7 %. В настоящее время цикл Непкт, в котором аммиак используют в качестве рабочей жидкости, может быть реализован в качестве промышленного процесса. Однако, имея в виду необходимость перекачивания значительных объемов воды, здесь трудно ожидать КПД выше 1—2 %, а учитывая систему электролиза, этот КПД едва лишь превысит 0,8—1,6 %. [c.423]

Исторически Т. возникла как учение о взаимопревращениях теплоты и механич. работы (механич. теория тепла). Толчком к созданию Т. послужило развитие теплотехники и, в частности, изобретенне паровой машины в конце 18 в. Однако значительную роль в создании Т. сыграли многие более ранние открытия в естествознании, в т. ч. изобретение термометра (Галилей, 1592), создание первых температурных шкал (Бойль, 1695, Цельсий, 1742), введение понятий о теплоемкости и так наз. скрытых теплотах — теплоте плавления и теплоте испарения (Блек, 1760—62), и, наконец, установление газовых законов. Непосредственно к открытию первого закона Т. привели опыты Румфорда (1798), к-рый наблюдал выделение большого количества теплоты нри сверлении пушечного ствола, и гл. обр. исследования Майера (1841—42) и Джоуля (1843) по установлению принципа эквивалентности между работой и теплотой и измерению механич. эквивалента теплоты. Основой второго закона Т., сформулированного Клаузиусом (1850) и Томсоном (Кельвином) (1851), послужил труд Карно (1823) Размышления о движущей силе огия и о машинах, способных развивать эту силу , в к-ром впервые был дан анализ работы идеальной тепловой машины (см. Карно цикл). Т. обр., Т. как наука сформировалась в середине 19 в. В последующем важнейшими этапами в развитии Т. явились создание общей теории термодинамич. равновесия (Гиббс, 1875—78) и открытие третьего закона Т. (Нернст, 1906). Параллельно расширялись области применения термоди-намич. законов в различных областях науки и техники. [c.47]

Цикл из двух адиабат и двух изобар для источников с постоянной температурой дает, как указывалось, большие необратимые потери. Такие потери значительно снижены в регенеративном цикле Стирлинга, который состоит из двух изотерм и двух изохор (рис. 28,а и б). Благодаря отводу тепла по изотерме 3—4, а не по изобаре 3 —4 (рис. 28, е) необратимые потери сокращаются на величину, соответствующую площади 3—3 —4. Аналогично снижены потери и при отдаче тепла по изотерме 1—2 источнику с высокой температурой. По такому циклу работает газовая машина Филипса. Теоретически этот цикл имеет такой же холодильный коэффициент, как и цикл Карно для тех же температурных источников. [c.65]

Термодинамические основы работы холодильных машин. Холодильной машиной называют комплекс механизмов н аппаратов, осуш,ествляюш,их цикл хладоагента. Компрессионная холодильная машина состоит из испарителя, компрессора, конденсатора и регулирующего вентиля, соединенных трубопроводами в замкнутую герметичную систему, в которой циркулирует фреон, аммиак или другой хладоагент. Холодильная машина служит для охлаждения помещений, аппаратов, систем или других объектов и поддержания в них заданной температуры путем отвода тепла от охлаждаемого тела и передачи его в окружающую среду. Согласно второму закону термодинамики процесс такого охлаждения возможен при затрате энергии. Наиболее выгодным циклом холодильной машины, с помощью которой осуществляется перенос теплоты с низшего температурного уровня иа высший с затратой работы, является цикл Карно. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология