Основы механики, молекулярной физики и термодинамики

Напомним, что если состояние тела р характеризовать его давлением и объе­ мом, то графически это состояние изо­ бражается точкой на диаграмме р ~ V. Изменения состояния на такой диаграмме изображаются линией АаВ (рис. 2.9). В Круговой процесс (цикл) изобразит­ ся замкнутой кривой АаВвА. Работа, со- Рис,2,9 вершенная за цикл, равна площади, охва­ тываемой этой замкнутой кривой. Цикл можно разбить на 2 части: АаВ - расширение, ВвА - сжатие. Работа, совершаемая за цикл, равна площади под соответ­ ствующими кривыми, причем А^аз > ^,АввА < О- Тогда, если процесс идет в направлении АаВвА, то результирзтащая величина работы А —Алав -Аввл > О- Такой цикл называется прямым и используется в тепловых двигателях. Если же процесс идет в направлении АвВаА, то. результирующая величина работы А = Аш ~A aub < О- Такой цикл называется обратным и используется в холодильниках. Рассмотрим работу теплового двигаталя, т.е. прямой цикл. Для того, чтобы работа за цикл была положительной, необ­ ходимо, чтобы А аов > Аввл, т.е. кривая первой части цикла была расположена выше кривой второй части цикла. Для этого рабочему веществу нужно в первой части цикла (расширении) сообщать теп­ ло gi, а во второй части цикла (сжатии) отнимать тепло Q2. Совер­ шив цикл, рабочее вещество возвращается в исходное состояние, поэтому изменение внутренней энергии за цикл равно нулю: AU= 0. Тогда первое начало термодинамики для такого цикла будет иметь вид: AQ=A+AU=A, т.е. А= AQ = Qi- Q2. Коэффициент полезного действия теплового двигателя равен: олезн _ 61 ~ „ I Qz -^атр Q\ Ql [ (2.41) 1 4 9