6-laboratoriya ishi Ideal gaz qonuniyatlarini o‘rganish

Karno printsipi . Va olim tomonidan yaratilgan issiqlik dvigatelining ishlash tsikli deb nomlangan Karno sikli .

Karnot ishlashi mumkin bo'lgan ideal issiqlik dvigatelini yaratdi mumkin bo'lgan eng yaxshi ish unga berilgan issiqlik tufayli.
Carnot tomonidan tasvirlangan issiqlik dvigateli haroratga ega bo'lgan isitgichdan iborat T N , harorat bilan ishlaydigan suyuqlik va muzlatgich T X .
Karno sikli aylanma teskari jarayon bo'lib, 4 bosqichni o'z ichiga oladi - 2 izotermik va 2 adiabatik.
Birinchi bosqich A→B izotermikdir. Bu isitgich va ishlaydigan suyuqlikning bir xil haroratida sodir bo'ladi T N . Aloqa vaqtida issiqlik miqdori Q H isitgichdan ishchi suyuqlikka (tsilindrdagi gaz) o'tkaziladi. Gaz izotermik ravishda kengayadi va mexanik ishlarni bajaradi.
Jarayon tsiklik (uzluksiz) bo'lishi uchun gazni dastlabki parametrlariga qaytarish kerak.
B→C siklining ikkinchi bosqichida ishchi suyuqlik va isitgich ajratiladi. Gaz atrof-muhit bilan issiqlik almashmasdan adiabatik ravishda kengayishda davom etadi. Shu bilan birga, uning harorati muzlatgichning haroratiga tushiriladi. T X va u ishni davom ettiradi.
Uchinchi bosqichda C→D, haroratga ega bo'lgan ishchi suyuqlik T X , muzlatgich bilan aloqada. Tashqi kuch ta'sirida u izotermik siqiladi va miqdorda issiqlik chiqaradi Q X muzlatgich. Bu borada ish olib borilmoqda.
To'rtinchi bosqichda G → A, ishchi suyuqlik muzlatgichdan ajratiladi. Tashqi kuch ta'sirida u adiabatik tarzda siqiladi. Bu borada ish olib borilmoqda. Uning harorati isitgichning haroratiga teng bo'ladi T N .
Ishchi organ asl holatiga qaytadi. Dumaloq jarayon tugaydi. Yangi tsikl boshlanadi.
Karno sikli bo'yicha ishlaydigan tana mashinasining samaradorligi:

Bunday mashinaning samaradorligi uning dizayniga bog'liq emas. Bu faqat isitgich va muzlatgich o'rtasidagi harorat farqiga bog'liq. Va agar muzlatgich harorati bo'lsa mutlaq nol, keyin samaradorlik 100% ga teng bo'ladi. Hozircha hech kim yaxshiroq narsani o'ylab topmagan.
Afsuski, amalda bunday mashinani qurish mumkin emas. Haqiqiy qaytariladigan termodinamik jarayonlar faqat turli darajadagi aniqlikdagi ideallarga yaqinlasha oladi. Bundan tashqari, haqiqiy issiqlik dvigatelida har doim issiqlik yo'qotishlari bo'ladi. Shuning uchun uning samaradorligi Karno sikli bo'yicha ishlaydigan ideal issiqlik dvigatelining samaradorligidan past bo'ladi.
Karno sikli asosida turli texnik qurilmalar qurilgan.
Agar Carnot tsikli teskari tartibda amalga oshirilsa, u holda sovutgich mashinasi olinadi. Axir, ishchi suyuqlik avval sovutgichdan issiqlikni oladi, keyin tsiklni yaratish uchun sarflangan ishni issiqlikka aylantiradi va keyin bu issiqlikni isitgichga beradi. Sovutgichlar shunday ishlaydi.
Teskari Carnot aylanishi ham issiqlik nasoslarining markazida joylashgan. Bunday nasoslar energiyani past haroratli manbalardan yuqori haroratli iste'molchiga o'tkazadi. Ammo, sovutgichdan farqli o'laroq, olingan issiqlik atrof-muhitga chiqariladi, issiqlik nasosida u iste'molchiga uzatiladi.
Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni (termodinamikaning birinchi qonuni) printsipial jihatdan energiya miqdori bir xil hajmda saqlanib qolsa, bunday o'tishni taqiqlamaydi. Ammo, aslida, bu hech qachon sodir bo'lmaydi. Yopiq tizimlarda energiyani qayta taqsimlashning ana shu bir tomonlamaligi, bir yo'nalishliligi ikkinchi tamoyilga urg'u beradi.
Ushbu jarayonni aks ettirish uchun termodinamikaga yangi tushuncha kiritildi -