Обратные

Первый закон термодинамики, являясь частным случаем общего закона сохранения и превращения энергии, утверждает, что теплота может превращаться в работу, а работа в теплоту, не устанавливая условий, при которых возможны эти превращения.

Однако между преобразованием теплоты в работу и обратно существует глубокое различие. Закон, позволяющий указать направление теплового потока и устанавливающий максимально возможный предел превращения теплоты в работу в тепловых машинах, представляет собой новый закон, полученный из опыта – второй закон термодинамики.

Утверждение о невозможности получения работы за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии составляет основное положение второго закона термодинамики.

Клаузиус: «Тепло не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому».

Планк, Томсон: «Невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом действия которой было бы совершение механической работы за счет охлаждения теплового резервуара».

Тело расширяется по кривой 1-3-2 ;

Работа расширения изображается площ. 123451.

Для возвращения в т.1 имеются три направления:

1. кривая 2-3-1 :

работа расширения равна рабрте сжатия, положительная работа равна 0, т.е.

площ. 132451 = площ. 231542 .

2. кривая сжатия 2-6-1 :

работа сжатия больше работы расширения, т.е.

площ. 132451 < площ. 261542.

3. кривая сжатия 2-7-1 :

работа расширения больше работы сжатия, т.е.

площ. 132451 > площ. 271542, площ. 13271 – положительная работа или работа цикла.

Цикл с положительной работой цикла – называется прямым циклом или циклом теплового двигателя.

Цикл с отрицательной работой цикла – называется обратным циклом или циклом холодильной машины .

Цикл, состоящий из равновесных обратимых процессов, будет обратимым.

Имеем цикл 1-2-3-4-1

q ₁ - теплота подводимая к рабочему телу от горячего источника ,

q ₂ - теплота отводимая от рабочего тела в холодильник,

l _ц - работа цикла .

l _ц = l _расш – l _сж = пл 12561 – пл 34653 = пл 12341 .

В работу превращается теплота равная :

q ₁ – q ₂ = l_ц .

Степень совершенства преобразования теплоты в работу в цикле оценивается термическим КПД цикла :

= = = 1 - < 1
Имеем обратный цикл 1-4-3-2-1

l _ц = пл 43214 - работа, которую надо затратить на осуществление цикла

q ₁ = q ₂ + l _ц ,

где q ₁ - теплота, отданная нагревателю;

q ₂ - теплота, взятая от холодного источника .

Работа холодильной машины оценивается холодильным коэффициентом :

=

Тепловыми насосами называются машины , конечным продуктом которых является производство теплоты q ₁ .

Эффективность работы тепловых насосов оценивается отопительным коэффициентом