A maximális hatékonyság érdekében a hő motorok annak a ténynek köszönhető, hogy a hő egy részét a hő motorok
Tekintettel arra, hogy része a hő a hő motorok elkerülhetetlenül továbbítani a hűtőben motor hatásfoka nem lehet egyenlő az egységet. Ez a nagy érdeklődés, hogy megtalálják a lehető legnagyobb hatékonyság A hőerőgép, működtetése fűtő hőmérséklet Tg és a hűtőszekrény hőmérsékletét T2. Ez az első alkalom, hogy készített egy francia mérnök és tudós Sadi Carnot.
Az ideális Carnot hőerőgép
Carnot feltalált egy ideális hőerőgép egy ideális gázt a munkaközeg. Minden folyamatot a kocsiban kezelik a Carnot egyensúlyi (reverzibilis).
A gép végrehajtott ciklikus folyamat vagy a ciklus, amelyben a rendszer után egy sor transzformációk nullázódik. Carnot-ciklus két izotermák és
két adiabats (ábra. 5.16). Görbék 1 -2 és a 3-4 - jelentése izoterma, és 2-3 és 4-1 - adiabatikus.
Először is, a gáz izotermikusan expandál hőmérsékleten T1. Így ő kapja a kevesebb hőt a fűtőelem Ezután adiabatikusan és hő kicserélt okra-zhayuschimi szervek. majd
izotermikus kompresszió a gáz
^
T2 hőmérsékleten. Gáz ad ez a szám g jg
folyamat hűvösebb hőmennyiség Q2 • Végül a gáz adiabatikusan összenyomódik, és visszatér az eredeti állapotába.
Amikor izotermikus expanzió a gáz működik> 0, egyenlő a számát hő Amikor adiabatikus 2-3 pozitív munkát a'3 azonos csökkenése belső energiát, amikor a gáz hűtése a hőmérséklet 7 \ T2 hőmérséklet: a'3 = -AU12 = SCHTH) - U (T2).
Izotermikus kompresszió hőmérsékleten T2 kér munkát a gáz A2. Gáz követ rendre negatív munkahelyi A2
Q2. Végül adiabatikus kompresszió igényel teljesítését a gázgyári A4 = AU21. A munka a
Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796- 1832) - egy tehetséges francia mérnök és fizikus, az egyik alapító a termodinamika. Könyvében: „Egy, a gondolkodás a hajtóerő a tűz és a gépeken, hogy kialakulhat ez az erő” (1824) mutatta ki először, hogy a hő motorok tudja végezni a munkát csak a folyamat halad hőt a meleg a hideg. Carnot hőerőgép feltalált ideális számított hatékonysága az ideális gép, és bebizonyította, hogy ez az arány a legmagasabb a valódi hőerőgép. A gáz \ = L4 = -A / 2i = - SchTh). Ezért a teljes pa
bot gáz a két adiabatikus folyamatok nulla.
Ciklusonként gáz végez munkát
A „= A [+ A'2 = Q1 + Q2 = IQJ - | Q2 |. (5.12.1)
Ez a munka számszerűen egyenlő a terület az ábra korlátos ciklus görbe (árnyékolt ábrán. 5.16).
A számítás a hatékonyság kiszámításához szükséges munka izoterm folyamatok 1-2 és 3-4. A számítások alapján a következő eredmény:
(5.12.2) A hatékonyság a Carnot hőerőgép az aránya a különbség az abszolút hőmérséklet a fűtő és hűvösebb, hogy az abszolút hőmérséklet a fűtés.
Mi lehet kifejezni a munkát, amelyet a gép a ciklus alatt, és az összeget Q2 hőt adott el a hűtő hatékonysága ma-busz, és a kapott mennyiségű hőt a kályha a definíció szerint a hatékonyság
L „= L 0. Ez a hőmennyiség a munkaközeg kap a holo-dilnika.
Hűtő viselkedik, mint egy hőszivattyú. Forró test átadott hő mennyiségét Qj, egy nagyobb megrendelés lichestva Ko, amely figyelembe a hűtőszekrényből. Szerint az esélyek-Mule (5.12.7) Q2 = ^ -A = -Qj - A. Ezért
| Q1 \ = A + Q2. (5.12.8)
Hatékonyság Hűtő aránya határozza meg
sheniem Je = r, mert az a célja, hogy elvegye a lehető legnagyobb mértékben
Nagyobb mennyiségű hőt a hűtési rendszer, ha így a lehető legkisebb munkát. Az érték Je nevű hűtési együttható. A tökéletes hűtés szerinti gép (5.12.7) és (5.12.2)
Qn T2
t. e. hűtőkészülék hatékonysága nagyobb, minél kisebb a hőmérséklet-különbség, és a kisebb, minél alacsonyabb a hőmérséklet a test, amelyből hő látható. Nyilvánvaló, hogy a hűtési hatásfok nagyobb lehet, mint egységet. ez reálisabb három hűtőszekrények.
Egyfajta hűtőberendezés légkondicionáló, amely azon a hőt a szobába, és elküldi azt a környező levegő.
hőszivattyú
Amikor a tér fűtés elektromos fűtőtestek energetikailag előnyös egy hőszivattyú, ahelyett, hogy csak fűtés tekercs áram. A szivattyú is továbbítani, hogy a szoba hőmennyiség Q2 a környezeti levegőből. Azonban ne csináld, mert a magas költségek a hűtőegység, mint a hagyományos elektromos kályha vagy kandalló.
Amikor a hőszivattyú a gyakorlati haszna van a hőmennyiség Qj kapott fűtött test, hanem a hőmennyiség Q2, adott ki hideg test. Ezért, a hőszivattyú jellemzője SO-
lQi |
kötési fűtési faktor? a =.
A tökéletes gép, figyelembe véve a kapcsolat (5.12.6) és (5.12.2), van Єot = m ^ V „(5.12.10)
január 1
február 1
7'1, ahol - az abszolút hőmérséklet a fűtött helyiségben, és T2 - a levegő abszolút hőmérséklete. Így a fűtési sebesség mindig nagyobb, mint egy. A valódi eszközök szobahőmérsékleten t2 = 0 ° C és szobahőmérséklet T-L = 25 ° C = 12. єot telephelyén át hőmennyiség majdnem 12-szer annyi elfogyasztott villamos energia.
Maximális hatékonyság hő motorok
(Carnot-tétel)
Fő kapott értéket Carnot Formula (5.12.2) az ideális hatásfok a gép áll, hogy meghatározza a maximális hatékonyság lehető legkisebbre hőerőgép.
Carnot bizonyult, amely a termodinamika második törvénye. a következő tétel: valódi hőerőgép üzemi hőmérsékletet fűtő hőmérséklet Tt és T2 hűtőszekrény lehet hatásfok nagyobb, mint a hatékonyság ideális hőerőgép.
Tekintsük először hőerőgép, hogy működik egy ratim ciklusú valódi gáz. A ciklus tetszőleges lehet, csak az fontos, hogy a hőmérséklet a fűtő és a hűtő volt T1T2.
Tegyük fel, hogy az egymás hatékonyságát hőerőgép (nem működik a Carnot-ciklus) d \ „> T |. Gép működik egy közös melegítő és a közös hűtőt. Hagyja, hogy a Carnot motor működik a fordított ciklusban (például hűtőgép) és egyéb gépi - közvetlen ciklus (ábra 5.18.). Termikus gép hajt végre a munka egyenlő képlet alapján (5.12.3) és (5.12.5)
A '= r \' Q [= ^ _, \ Q'2 \. (05/12/11)
Hűtő mindig úgy kell megtervezni, hogy volt a hűtőben hőmennyiség Q2 = \ Q2 \.
Ezután szerint (5.12.7) munkát fog végezni rajta
A = (12/05/12)
Mivel a feltételezés T | „> t |, akkor A”> A. Ezért hőerőgép működhet a hűtőt, de továbbra is fölös munkát. Ez a többlet munkát végzett a hőt vett ugyanabból a forrásból. Miután a hűtő alatt hő hatására nem azonnal továbbítják a két gép. De ez ellentmond a termodinamika második törvénye.
Feltételezve, hogy a T |> T |”, akkor egy másik autó, hogy dolgozni egy fordított ciklus és a Carnot motor - közvetlen. Ismét megérkezik ellentmondás a termodinamika második törvénye. Következésképpen a két gép dolgozik reverzibilis ciklus azonos hatékonyság: g | ' = T |.
Más a helyzet, ha a második gép dolgozik egy visszafordíthatatlan ciklust. Ha feltételezzük, D) „> T), akkor ismét érkezik egy ellentmond a termodinamika második törvénye. Azonban az a feltevés R) '