Тепловой двигатель Карно ‖ КПД ‖ Термодинамика

⦿ Глава: Второй закон термодинамики ⦿ Тема: Найти выражение для КПД теплового двигателя Карно ..... Тепловой двигатель Карно — это теоретический тепловой двигатель, работающий по циклу Карно. Базовая модель этого двигателя была разработана Николасом Леонаром Сади Карно в 1824 году. Модель двигателя Карно была графически расширена Бенуа Полем Эмилем Клапейроном в 1834 году и математически исследована Рудольфом Клаузиусом в 1857 году, что привело к фундаментальному термодинамическому понятию энтропии. Двигатель Карно является наиболее эффективным тепловым двигателем из всех теоретически возможных. КПД зависит только от абсолютных температур горячего и холодного тепловых резервуаров, между которыми он работает. Тепловой двигатель работает, передавая энергию из теплой области в холодную область пространства и, в процессе, преобразуя часть этой энергии в механическую работу. Цикл также может быть обратным. Система может подвергаться воздействию внешней силы, и в процессе этого она может передавать тепловую энергию от более холодной системы к более теплой, действуя таким образом скорее как холодильник или тепловой насос, чем как тепловой двигатель. Каждая термодинамическая система существует в определенном состоянии. Термодинамический цикл происходит, когда система проходит через ряд различных состояний и, наконец, возвращается в исходное состояние. В процессе прохождения этого цикла система может совершать работу над окружающей средой, действуя таким образом как тепловой двигатель. Двигатель Карно — это теоретическая конструкция, полезная для исследования пределов эффективности других тепловых двигателей. Однако создание реального двигателя Карно было бы совершенно непрактичным. Теорема Карно — это формальное утверждение этого факта: ни один двигатель, работающий между двумя тепловыми резервуарами, не может быть более эффективным, чем двигатель Карно, работающий между теми же резервуарами. КПД теплового двигателя Карно равен: η = Совершенная работа (Вт) / Поглощенное тепло (Q 1) ∴ η = 1 - T 2/ T 1 ; где T1 — абсолютная температура Источника, т.е. горячего резервуара; где T2 — абсолютная температура Приемника, т.е. холодного резервуара.