Това се нарича политропно метод, който е описан по уравнението:
политропно индекс п може да има стойност в диапазона от -∞ до + ∞, но този процес е постоянна.
От уравнението на политропно процес и Clapeyron уравнение може да се получи експресия, за създаване на връзката между р, V и Т на всеки две точки на политропно:
Работата на разширяване на газа в политропно процес е:
В случай на тази формула на идеален газ може да бъде превърнато:
Обобщителни или номер, определен в жегата на процеса се определя от първия закон на термодинамиката:
Тя представлява специфичната топлина на идеален газ в политропно процес.
Когато CV. к и п = конст CN = конст обаче политропно процес понякога се определя като процес на постоянна специфична топлина.
Политропен процес е обобщение на стойността за покриване на съвкупността от основните термодинамични процеси.
Графично представяне polytrope в р, о координира, в зависимост от политропно индексът п.
PV 0 = конст (п = 0) - Isobar;
PV = конст (п = 1) - изотерма;
р 0 V = конст, стр 1 / ∞ V = конст, PV ∞ = конст - isochore;
PV к = конст (п = к) - адиабатно.
п> 0 - хиперболичен криви,
п <0 – параболы.
Споменатите топлинен двигател е устройство, способно да превръщане на полученото количество топлина в механична работа. Механична работа в топлинни двигатели, произведени в процеса на разширяване на вещество, което се нарича работния флуид. Като работен флуид обикновено се използва газообразно вещество (бензин пара, въздух, водни пари). Инструменти тялото получава (или изпраща) на топлинна енергия по време на топлообмен с органи, които имат голям запас от вътрешна сила. Тези органи се наричат топлинни резервоари.
Както следва от първия закон на термодинамиката, полученото количество топлина газ Q е напълно превръща в работа А в изотермични процес, при който вътрешната енергия остава постоянно (# 916; U = 0):
Но като един-единствен акт на трансформация на топлината в работа не е от интерес за изкуството. Действителни съществуващите отоплителни двигатели (парни двигатели, двигатели с вътрешно горене, и други подобни. Г.) действат циклично. Процесът на пренос на топлина и превръщане на полученото количество топлина в операция се повтаря периодично. За тази цел, на работния флуид трябва да изпълни термодинамична цикличен процес или цикъл, в който периодично възстановява първоначалното състояние. Кръгови процеси, описани в диаграмата (р, V) на газообразен работен флуид през затворени криви (Фиг. 3.11.1). разширяващия се газ изпълнява работят А1. равна на площта под кривата на ABC, когато сгъстен газ прави отрицателна работа А2. равна на площта на модул под CDA на крива. Общият работа за цикъл А = А1 + А2 в диаграмата (р, V) е равно на квадратен линия. Job А е положителен, ако цикълът струва посока на часовниковата стрелка и А е отрицателен, ако цикълът струва в обратната посока.
Фигура 3.11.1. Цикличният процеса на диаграмата (р, V). ABC - разширяване крива, CDA - крива компресия. Работа в кръгов процес се ABCD квадратна форма
Общата собственост на всички кръгъл процес е, че е невъзможно да се извърши, водещ работната течност в термичен контакт със само една топлина резервоар. Те се нуждаят от най-малко две. Термично резервоар при по-висока температура се нарича нагревател, и по-ниска - хладилник. Извършване на цикличен процес, на работния флуид от нагревателя получава количество топлина Q1> 0 и изпраща хладилник топлина количество Q2 <0. Полное количество теплоты Q, полученное рабочим телом за цикл, равно
Когато преминаващи цикъл работна течност се връща в изходно положение, като по този начин, да се променя неговият вътрешен енергия е равна на нула (# 916; U = 0). Според първия закон на термодинамиката,
Модел. термодинамичен цикъл
Ефективността показва каква част от топлинната енергия, получена от "горещи" топлина резервоар работна течност се превърна в полезна работа. Остатъкът (1 - # 951) е "безполезен" прехвърля в хладилника. Ефективността на двигател с вътрешно горене е винаги по-малко от един (# 951; <1). Энергетическая схема тепловой машины изображена на рис. 3.11.2.
Фигура 3.11.2. Схемата за енергия от 1 на топлинен двигател - нагревател; 2 - хладилник; 3 - на работния флуид, прави кръгови процес. Q1> 0, А> 0, Q2 <0; T1> T2
В двигатели, използвани в областта, различни процеси са кръгли. Фиг. 3.11.3 изобразени цикли се използват в бензин карбуратор и в дизеловите двигатели. И в двата случая, работния флуид е смес от бензин или дизелово гориво пари с въздух. Цикъл вътрешни карбураторни isochors двигатели с вътрешно горене се състои от две (1-2, 3-4) и две адиабатно (2-3, 4-1). Дизелов двигател с вътрешно горене работи на цикъл, който се състои от две адиабатно (1-2, 3-4), на Isobar он (2-3) и един isochore (4-1). Действителната ефективност на двигателя от карбуратор 30%, дизелово гориво двигател на - от порядъка на 40%.
Фигура 3.11.3. Цикли карбораторен двигател с вътрешно горене (1) и дизеловия двигател (2)
През 1824, френски инженер Карно счита цикличен процес, състоящ се от две изотерми и две адиабатно, която играе важна роля в развитието на теорията на термични процеси. Това се нарича цикъл на Карно (фиг. 3.11.4).
Фигура 3.11.4. цикъл на Карно
Карно цикъл прави газ, съдържащ се в цилиндъра под буталото. В изотермични секция (1-2), газът, съдържащ се в термичен контакт с горещ топлинна резервоара (нагревател) с температура Т1. Газът се разширява изотермично, извършване на работа A12. където газът се подава към топлина количество Q1 = A12. След това, в адиабатен секция (2-3), поставен в корпуса на газ адиабатно и продължава да расте в отсъствие на топлина. В тази област на газа работи А23> 0. температурата на газа чрез адиабатно разширение пада до стойност Т2. Следната изотермични секция (3-4), газът, съдържащ се в термичен контакт със студена топлинен резервоар (хладилник) при температура Т2 Диаграмата (р, V) е работен цикъл на квадрата. Процеси във всички области на цикъла на Карно се приемат за квази-статични. По-специално, както изотермични секция (1-2 и 3-4) се извършва по една безкрайно малка температурна разлика между работния флуид (газ) и топлинна резервоара (нагревател или хладилник). Както следва от първия закон на термодинамиката, работи на газ чрез адиабатно разширение (или компресия) е фира # 916; U вътрешната си енергия. За един мол където Т1 и Т2 - начална и крайна температура газ. От това следва, че работата, извършена от газа на двата адиабатни раздели на цикъла на Карно работата, равно по сила и противоположни по знак По дефиниция, ефективността на # 951; Карно цикъл имаСвързани статии