Круговые процессы изменения состояния газов.

Тепловой двигатель – это непрерывно действующая машина. Наиболее характерным в работе непрерывно действующего поршневого теплового двигателя являются возвращения поршня в первоначальное положение, а рабочего тела – в первоначальное состояние. Возвращение рабочего тела в первоначальное состояние является обязательным. Это обстоятельство обусловливают то, что все тепловые двигатели работают по круговым процессам или циклам. Итак, полезная работа цикла в pv-диаграмме изображается площадью, заключённой внутри кругового процесса.

 

Если рабочее тело в процессе расширения получило от горячего источника тепло q¹, а в процессе сжатия отдало холодному источнику количество тепла q², то разность

q¹ _– q² = q^цпоказывает как тепло исчезает в течении протекания цикла в результате преобразования его в механическую энергию, т. е. в соответствии с первым законом термодинамики q^ц = А^ц. Поэтому q^ц называется полезным теплом.

Степень совершенства цикла в части превращения в нём тепла в работу принято оценивать термическим коэффициентом полезного действия, обозначаемым h_tи равным отношению

(q¹ – q²) : q¹_.

Чем больше величина термического коэффициента полезного действия, тем более совершенной будет тепловая установка.

Из определения термического к.п.д. следует, что понятие об этой величине тесно увязывается с сущностью второго закона термодинамики, основные положения которого были сформулированы в 1824 г. французским инженером Сади Карно. Он решил также вопрос о максимальной доле тепла, которая может быть при заданных условиях превращена в механическую энергию, предложив цикл, получивший название цикла Карно.