Круговые процессы (циклы)

Круговым процессом (или циклом) называется термодинамический про-цесс с телом, в результате совершения которого тело, пройдя через ряд состо-яний, возвращается в исходное состояние. Если все процессы в цикле равно-весные, то цикл считается равновесными. Его можно изобразить графически и получится замкнутая кривая.

На рис. 11.1 показан график зависимости давления P от объема V (диа-грамма P V) для некоторого цикла 1–2–3–4–1, совершаемого газом. На участ-ке 4–1–2 газ расширяется и совершает положительную работу A ₁, численно равную площади фигуры V ₁ 412V ₂. На участке 2–3–4 газ сжимается и соверша-ет отрицательную работу A ₂, модуль которой равен площади фигуры V ₂ 234V ₁: Полная работа газа за цикл A = A ₁ + A ₂, т. е. положительна и равна площади фигуры 1–2–3–4–1, изображающей цикл на диаграмме P V:

Прямым циклом называется круговой процесс, в котором тело соверша-ет положительную работу за цикл. Прямой равновесный цикл на диаграмме P V изображается замкнутой кривой, которая обходится по часовой стрелке.Пример прямого цикла приведен на рис. 11.1.

Рис. 11.1.

Обратным циклом называется круговой процесс, в котором тело совер-шает отрицательную работу за цикл. На диаграмме P V замкнутая кривая равновесного обратного цикла обходится против часовой стрелки.

В любом равновесном цикле работа за цикл равна по модулю площади фигуры, ограниченной кривой на диаграмме P V:

В круговом процессе тело возвращается в исходное состояние, т. е. в со-стояние с первоначальной внутренней энергией. Это значит, что изменение внутренней энергии за цикл равно нулю: ¢ U = 0: Так как по первому закону термодинамики для всего цикла Q = ¢ U + A, то Q = A: Итак, алгебраиче-ская сумма всех количеств теплоты, полученной телом за цикл, равна работе тела за цикл.

На некоторых участках прямого цикла тело получает от окружающих тел количество теплоты Q ⁺ (Q ⁺ > 0), а на некоторых отдает Q (Q > 0), т. е. получает отрицательное количество теплоты (Q). За цикл тело соверша-ет положительную работу A. Коэффициентом полезного действия прямого цикла называется величина

= _Q^A ₊:

Поскольку A = Q ⁺ + (Q), то

Для обратного цикла коэффициент полезного действия не вводится.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 55; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!