Процесс идеальный цикл Карно

Рис. 2. Обратный цикл Карно идеальный (а) и с реальными процессами теплообмена (б)

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]

Цикл Карно для идеального газа является идеальной, не осуществимой в практике схемой тепловой (холодильной) машины. В технической термодинамике рассматриваются другие циклы, более близкие к реальным процессам в тепловых машинах, и вычисляются коэффициенты полезного действия этих циклов. [c.46]

Цикл Карно (стр. 43) является простейшим круговым процессом. Он был рассмотрен как сочетание процессов сжатия и расширения идеального газа, дающее механическую работу. [c.80]

При проведении каждого отдельного процесса равновесного цикла Карно с идеальным газом в обратном направлении не только рабочее тело совершает цикл, но и источники теплоты (нагреватель и холодильник) остаются практически в исходном состоянии (если они очень велики по сравнению с рабочим телом). Поэтому мы называем цикл Карно с идеальным газом обратимым циклом. [c.45]

Одной из причин большой затраты работы в реальном цикле по сравнению с идеальным (цикл Карно) является необратимость процесса, связанная с применением редукционного вентиля. Для [c.260]

Рабочим телом в этом цикле является 1 моль идеального газа. Все процессы, составляющие цикл Карно, обратимы. Рассмотрим их последовательно. [c.58]

Вид функции (IV, 1) можно определить и другим путем. В соответствии с теоремой Карно — Клаузиуса, достаточно провести обратимый цикл Карно с любым веществом, для которого известно уравнение состояния. Это дает возможность выразить процессы, составляющие цикл, через термодинамические параметры состояния, придав правой части (IV, 1) конкретное выражение. В качестве рабочего тела остановимся на идеальном газе, так как его свойства известны из молекулярно-кинетической теории, Для идеального газа PV = RT поэтому (см. рис. 21) [c.79]

Идеальная холодильная машина, как видно из рис. XVI-I, предполагает всасывание компрессором влажного пара и его сжатие в области X < I, где х — паросодержание. Очевидно, даже при достижении в конце сжатия состояния сухого насыщенного пара (х = I), т. е. в предельном варианте реализации обратного цикла Карно, компрессор будет все же всасывать влажные пары хладоагента. Такой процесс, однако, практически невыгоден, так как в результате соприкосновения с нагретыми стенками цилиндра компрессора частицы жидкости будут здесь испаряться без увеличения холодопроизводительности машины при одновременном уменьшении объемного коэффициента полезного действия компрессора. По этой причине компрессор действительной холодильной машины всасывает сухой насыщенный пар, осуществляя его сжатие в перегретой области (адиабата I—2 на рис. XVI-2, б), что составляет третье отличие от идеального рабочего цикла. Заметим, что сжатие паров в перегретой области является термодинамически невыгодным, поскольку на участке 2—3 или /О—// количество холода, приходящееся на единицу затрачиваемой работы, меньше, чем в области влажного пара. Однако небольшой перерасход работы практически перекрывается тем, что вся скрытая теплота хладоагента используется только в испарителе, и производительность компрессора увеличивается за счет возрастания объемного коэффициента полезного действия компрессора. [c.731]

Следовательно, идеально обратимым является такой гипотетический процесс, в котором трение, лучеиспускание, электросопротивление и все другие аналогичные источники рассеяния энергии отсутствуют. Он может рассматриваться как предел реально воспроизводимого процесса, подойти к которому на практике мы можем как угодно близко. Представим себе процесс, происходящий таким образом, что на каждой стадии бесконечно малое изменение внешних условий будет вызывать обращение хода процесса или, иначе говоря, на каждой ступени процесс сбалансирован. Очевидно, система может быть обращена в свое первоначальное состояние бесконечно малыми изменениями внешних условий. В этом смысле говорят, что обратимый процесс осуществим на идеальном опыте . С таким идеальным опытом мы уже имели дело при описании цикла Карно, который весь состоит из процессов, осуществимых только в нашем воображении. [c.94]

Эту функцию ввел Р. Клаузиус (1865), назвал энтропией и обозначил буквой 5. Математическое выражение энтропии было получено им из цикла Карно, на котором основана работа тепловой машины. Графическое изображение циклических процессов представлено на рис. 2.1. Рабочее тело (1 моль идеального газа) получает от нагревателя с температурой Т некоторое количество теплоты Q и, расширяясь изотермически (кривая АВ), совершает работу Далее газ расширяется адиабатно, без подвода теплоты (кривая ВС) и его температура падает до Т-2. Совершаемая работа в этом процессе W2 [c.36]

Почему в формулировках Клаузиуса и Кельвина речь идет о круговом процессе — действуя посредством кругового процесса Потому что, например, при однократном расширении идеального газа по изотерме 1—2 (рис. П1.3) в принципе возможно поЛное превращение теплоты в работу [вспомните соотношение (П.33), где Qt= Ат. Но нельзя бесконечно расширять газ, и для повторения операции получения второй и т. д. порций работ необходимо будет его сжать. Если сжимать газ при той же температуре Ti, т. е. по изотерме 2—1 (рис. П1.3), не получится выигрыша работы. Поэтому в цикле Карно газ из состояния 2 расширяют адиабатически до состояния 3, снижая его температуру до T a. Сжатие при T a требует затраты меньшей работы [формула (П.33)1, а поэтому в целом и получается выигрыш работы, равный площади цикла 1 2 3 4. [c.69]

В качестве примера рассмотрим работу обратимого циклического процесса, происходящего с одним молем идеального газа, который получил название цикла Карно. Этот цикл имеет первостепенное значение при обосновании второго закона термодинамики. Он состоит из двух изотерм и двух адиабат (рис. 6). Про- [c.23]

В формуле (31) второй член определяет количество тепла ( 1 — о), которое надо отнять от 1 кг газа, чтобы из начального состояния 1 перевести его в жидкую фазу О. Характерной особенностью идеального цикла является то, что тепло отводится в две стадии при переменной температуре от Гх до отводится тепло ( 1 — 2), а при постоянной температуре Т — тепло конденсации ( 2 — /о)- Именно непрерывность отвода тепла на участке 1—2 сначала при более высоких, а затем при более низких температурах позволяет обеспечить минимальную затрату работы. Следует подчеркнуть, что обратимый цикл Карно, построенный на изотермах Т1 и То, для целей ожижения является существенно менее выгодным, чем идеальный цикл, так как в цикле Карно все тепло отводится только на самом низком уровне температур То- Это обстоятельство особенно важно для таких веществ, как гелий, водород, неон, у которых теплота конденсации невелика по сравнению с теплотой охлаждения (( 1 — 1 ). Теоретически процесс непрерывного отвода тепла на участке /—2 можно представить как последовательность бесконечно большого количества элементарных циклов Карно, осуществляемых в интервале температур Т —То- [c.36]

Регенерация широко используется в технических системах трансформации тепла. Как и каскад, она в идеальном случае обеспечивает те л<е энергетические характеристики, что и соответствующий по температурам цикл Карно. В реальных условиях при использовании меньших отношений давлений удается в ряде случаев получить существенный выигрыш в эффективности трансформаторов тепла. Только 13 трансформаторах тепла, основанных на нециклических процессах в твердом теле (например, в полупроводниковых термоэлементах), регенерация тепла не используется, так как необходимое для нее движение потока рабочего тела не удается организовать. [c.19]

Таким образом, процесс на рис. 9.5 представляет собой нечто среднее между циклами Джоуля и Карно. При уменьшении числа ступеней сжатия п до 1 он переходит в цикл с двумя изобарами (цикл Джоуля), а при п- оо — в идеальный газовый цикл с изотермическими подводом и отводом тепла (цикл Карно). [c.254]

Коэффициент холодопроизводительности. Получение низких температур при помощи холодильной машины основано на осуществлении о б-ратного кругового процесса или так называемого холодильного цикла. Для сравнения и оценки холодильных циклов обычно используют идеальный обратный цикл Карно, представляющий собой замкнутый круговой процесс, состоящий из последовательно следующих друг за другом изотермических и адиабатических процессов. [c.715]

Для одноатомного газа при = 300° К по формуле (38) можно построить семейство кривых (рис. 17), показывающих изменение /х в зависимости от Тд и п. Нижняя штриховая кривая по уравнению (31) соответствует минимальной работе ожижения в идеальном цикле. Верхняя кривая (п = 1) соответствует работе при ожижении газа в одноступенчатом цикле Карно. Промежуточные кривые показывают влияние числа ступеней на эффективность процесса ожижения. [c.38]

Это выражение соответствует к. п. д. цикла Карно, т. е. максимально возможному к. п. д. в интервале температур Тс и Т . Естественно, что этот вывод относится к идеальному циклу при полной обратимости всех процессов. [c.73]

Из этих данных видно, что работа сжижения газов по идеальному циклу меньше работы, которую нужно затратить при сжижении газов по циклу Карно. Практически, однако, идеальный процесс сжижения газа с указанной выше минимальной затратой работы осуществить невозможно, так как при этом потребовалось бы, как показывают расчеты, сжимать газ до давлений приблизительно 49 10 н/ж (500 000 ат). [c.649]

Цикл идеальной машины. В идеальной компрессионной холодильной машине (рис. ХУП-5, а), цикл работы которой соответствует обратному циклу Карно, компрессор I засасывает пары холодильного агента, сжимает их до заданного давления, при котором они могут быть сжижены охлаждением водой, и нагнетает пары в конденсатор II. На диаграмме Т—5 (рис. ХУП-5, б) процесс адиабатического сжатия паров изображается вертикальной линией (адиабатой) 1—2. Сжатие сопровождается нагреванием паров-от температуры Го (точка 1) до температуры Г (точка 2). Для того чтобы цроцесс сжижения в конденсаторе // происходил при постоянной температуре Г, процесс сжатия паров, как показано на [c.655]

Потери холода водородного уровня от недорекуперации 2° составляют 1070 ккал, а азотного уровня (вследствие разницы теплоемкости водорода при 80° К и 310° К) — 328 ккал. Эти потери должны быть компенсированы работой идеальных холодильных циклов на уровне 20 и 80° К (циклы Карно). Подсчитанная изотермическая работа сжатия флегмового потока и затрата работы в идеальных холодильных циклах дает 30,8 квт-ч, откуда эффективность всего процесса [c.104]

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]

Цикл Карно равновесен, так как все составляющие его процессы равновесны. При проведении этого цикла в обратном направлении все характеризующие его величины имеют те же значения, что в прямом цикле, но обратные знаки . Теплота Q2 поглощается газом у тела с низшей температурой Гг и вместе с отрицательной работой А цикла передается телу с высшей температурой Г1. В сумме нагреватель получает теплоту Р1 = Р2+ - Таким образом, в обратном цикле Карно работа превращается в теплоту и одновременно теплота Q2 переносится от тела с низшей температурой к телу с высшей температурой. Обратный цикл Карно дает схему действия идеальной холодильной машины. Коэффициентом полезного действия обратного цикла Карно называется отношение затраченной работы к теплоте, отданной нагревателю, т. е. та же величина т], что для прямого цикла. [c.44]

Вообще холодильная машина представляет собою замкнутую систему, в которой непрерывно протекает круговой (обратимый процесс, который в идеальном случае можно изобразить обращенным циклом Карно. Последний представляет собой [c.242]

Необходимость высокого к. п. д. теплообменника установки глубокого охлаждения можно показать следующим образом. В случае процесса, протекающего при высоких температурах, теплообменник служит для регенерации тепла. Подводимое извне при высокой температуре Т тепло рассеивается на уровне температуры окружающей среды То. Количество тепла, пропорционально разности температур в теплообменнике. В случае же низкотемпературного процесса Т меньше Го) для отвода тепла С, с уровня низкой температуры Гь и рассеивания его при температуре Тй необходимо затратить работу. Даже для термодинамически идеального холодильного цикла (обратный цикл Карно) величина затраченной работы равна [c.220]

Рассмотрим основной термодинамический цикл, или цикл Карно, состоящий из четырех последовательно совершающихся процессов изотермического расширения газа, адиабатического расщирения, изотермического сжатия, адиабатического сжатия. Все указанные процессы обратимы, поэтому конечное состояние газа совпадает с исходным. Рабочим телом является 1 моль идеального газа, начальное состояние которого характеризуется температурой Т, давлением р и объемом V. На рис. 28, б показан основной термодинамический цикл Карно. [c.111]

Все термодинамические способы повышения степени рекуперации тепловой энергии в узлах теплообмена и ТС в целом определяются вторым законом термодинамики [7,20-24] идельаные обратимые процессы протекают без изменения энтропии, в то время как в реальных, необратимых процессах, она возрастает. Наиболее отчетливо это видно из анализа идеального цикла Карно, в котором возможно максимальное превращение имеющегося тепла в работу. Если обозначить количество тепла при температуре потока Т через Ц, а -температура окружающей среды, то теоретически максимально возможное количество работы А, получаемое в цикле Карно, равно Q (Т -Т )/Т . Величина TQ/TJ - часть тепла, которое рассеивается в атмосферу (рис. I). Зависимость цикла Карно от температуры =(Т]--Тд)/Т представлена на рис. 2. Из изложенного вытекает несколько важных термодинамических предпосылок, учет которых при синтезе оптимальных ресурсосберегающих ТС позволяет обеспечивать их высокую эффективность. [c.38]

Реальные холодильные циклы. При рассмотрении холодильного цикла Карно (идеального цикла) не обязательно обращаться к деталям, связанным с механизмом процесса. Действительно, громадным преимуществом этого метода анализа является его простота, обусловленная тем, что он не зависит от механизма. В действительности не существует процесса охлаждения, равноценного идеальному процессу Карно. Следующей нашей задачей будет рассмотрение реальных циклов и определение степени их отклонения от идеального. Реальные холодильные циклы отличаются от идеального цикла Карно двумя оиювными признаками. Во-первых, сам цикл, даже если механизм для его совершения является идеальным, имеет определенные, присущие ему необратимые эффекты, которые делают его менез производи- [c.488]

Ручные регулирующие вентили используют в качестве регуляторов почти исключительно в крупных неавтоматизированных холодильных установках. Задачи и принщш действия регулирующего вентиля в холодильной установке нагляднее всего можно пояснить на примере их использования в компрессионной холодильной установке. Идеальный холодильный процесс - это цикл Карно, в котором осуществляется сжатие хладагента от давления кипения р о до давления конденсации р и расширение хладагента от давления р опять до р о [c.83]

Цикл Стирлинга интересен что все процессы в нем обра а внешний теплообмен про изотермически, откуда следуез идеальный цикл Стирлинга 1 КПД идеального цикла Карно же относится и к холодильной шине и тепловому насосу, раб( щему по циклу Стирлинга. [c.32]

Первое начало термодинамики применимо к описанию как обратимых, так и необратимых процессов. В некоторых случаях можно воздействовать на систему таким образом, чтобы необратимый термодинамический процесс протекал обратимым путем. Для этого, как правило, систему необходимо снабжать специальным устройством для совершения работы. Для пояснения этого утверждения удобно сослаться на пример передачи теплоты от более нагретого тела к менее нагретому. Если оба тела привести в соприкосновение, то будет происходить самопроизвольный процесс передачи теплоты от одного тела к другому до тех пор, пока температуры обоих тел не сравняются. Этот процесс носит необратимый характер, так как проведение процесса в обратном направлении без совершения работы невозможно. Тем не менее процесс передачи теплоты можно сделать обратимым, если для этого использовать тепловую машину, например на основе цикла Карно, с идеальным газом. В этом случае система наряду с передачей теплоты будет совершать определенную работу, которая в обратном процессе может быть использована для передачи теплоты от менее нафетого тела к более нагретому [c.18]

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]

Проверим энергетический баланс этого кругового процесса в идеальном случае, когда на всех стадиях процесс идет обратимо цикл Карно). Теперь процесс закончится чистым выигрышем в работе, так как работа, необходимая для восстановления исходного состояния, меньше, чем полученная при расширении газа Разность — это чистая работа циклического процесса Ь = Ь — — 11x1 Для циклического процесса, который ведется при [c.99]

Идеальным (т. е. максимально обратимым) циклом парового двигателя является цикл Карно с постоянными температурами кипения и конденсации рабочего вещества. Он состоит из четырех Бнутренне обратимых процессов, чередующихся один с другим — двух адиабатических и двух изотермических. [c.61]

Наибольший холодр ль-ный коэ ффициент, т. е. наименьш-ая затрата энергии, достигается, если круговой процесс совершается ио обратному циклу Карно (цикл идеальной компрессионной машины), изображенному на диаграмме Г—S (рис. 16-2). Точка 1 изобралоет состояние паров хладоагента перед компрессором в компрессоре пары подвергаются адиабатическому сжатию (процесс при 5 == onst, линия 1—2). В конденсаторе // происходит конденсация паров при постоянной температуре Т., (линия [c.386]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология