Максимально возможный КПД

Тепловой машины

Состояние термодинамической системы называется равновесным, если все параметры состояния (Т, V, р) имеют определенные значения, не изменяющиеся с течением времени.

Если термодинамический процесс (т.е. переход системы из одного состояния в другое) протекает очень медленно, так, что все состояния, через которые проходит система, можно считать равновесными, такой процесс называется равновесным, или квазистатическим.

При изменении направления равновесного процесса (например, при замене сжатия газа расширением) система будет проходить через те же равновесные состояния, что и при прямом ходе, но в обратной последовательности. Поэтому равновесные процессы называют также обратимыми.

Теоретически доказано, что максимальный КПД имеет тепловая машина, цикл которой состоит из обратимых процессов.

Сади Карно доказал, что при фиксированных температурах нагревателя и холодильника (Т₂ и Т₁) возможен только один обратимый цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Этот цикл называют циклом Карно (рис. 12.4).

КПД такого цикла не зависит от конструкции теплового двигателя и определяется по формуле

, (12.3)

где Т₁ – температура нагревателя; Т₂ – температура холодильника.

КПД любой тепловой машины, цикл которой состоит из необратимых процессов,

.

СТОП! Решите самостоятельно: А1–А3, В1–В3.