Карно циклі

Т1 –  қыздырғыштың температурасы                                   [Т1] = 1 К

Т2 –  суытқыштың температурасы                                         [Т2] = 1 К

А – бір цикл атқаратын жұмыс                                                [A] = 1 Дж

Q1 – Қыздырғыштан алынған жылу мөлшері                     [Q1] = 1 Дж

Q2 – Суытқышқа берілген жылу мөлшері                             [Q2] = 1 Дж

η – ПӘК (Пайдалы әсер коэффициенті)                                 [η] = % (өлшемсіз)           

V –  көлем                                                                                       [V] = 1 м3

р –  қысым                                                                                     [р] = 1 Па

Француз инженері Сади Карно 1824 жылы жылулық қозғалтқыштардың негізгі жұмыс істеу заңдылықтарын бекітті және ПӘК мәні максимал болатын циклді ұсынды.

  • Есіңде сақта!
    Карно циклі бойынша жұмыс істейтін мәшинені идеал мәшине деп атайды.
    Карноның айналмалы процессі екі изотермадан және екі адиабатадан тұрады (1-суретте көрсетілген).
Суретте төрт процесс бейнеленген:

1→2 изотермалық ұлғаю. Осы кезінде қозғалтқыштың жұмыстық денесі  T1 температурасы тұрақты қыздырғыштан Q1  жылу мөлшерін алады.

3→4 изотермалық сығылу. Осы кезінде жұмыстық дене  T2 температурасы тұрақты суытқышқа Q2 жылу мөлшерін береді.

2→3 адиабаталық ұлғаю. Осы кезінде жұмыстық денеге энергия берілмейді. Жұмыстық дененің ішкі энергиясы есебінен жұмыс атқарылады, оның температурасы азаяды.

4→1 адиабаталық сығылу. Осы кезінде жұмыстық дененің ішкі энергиясы мен температурасы артады.

Карно цикли, ПӘК, термодинамика 10 сынып физика, цикл Карно
1-сурет. Идеал мәшиненің циклдік процессінің диаграммасы
Т1 > T2 

Өз есептеулерінде С.Карно идеал қозғалтқыштың ПӘК мәні 1 немесе 100 % болмайды деген қорытындыға келді, оның қыздырғыш пен суытқыштың температурасымен анықталатын шегі бар.

Карно цикли, ПӘК, термодинамика 10 сынып физика, цикл Карно

Карно цикли, ПӘК, термодинамика 10 сынып физика, цикл Карно

Карно циклінің ПӘК-ін табатын формула

Алынған теңдеуден жылулық қозғалтқыштардың пайдалы әсер коэффициентін (ПӘК) арттырудың екі жолы бар екені шығады: қыздырғыштың T1 температурасын арттыру немесе суытқыштың T2 температурасын абсолют нөлге дейін төмендету. Жылулық қозғалтқыштар үшін ең ыңғайлы суытқыш  атмосфералық ауа немесе су болып табылады. Жаз мезгілінде олардың температурасы шамамен 300 K болады. Қыздырғыш температурасын арттыру қозғалтқыш дайындалған заттың балқу температурасымен шектеледі.

Көрсетілген температура  шектеулерін ескеріп, идеал жылулық мәшиненің ПӘК есептеу қиын емес, ол шамамен, 70 %.

Дереккөз : Физика 10 сын. Н.А. Закирова /Р. Р. Аширов У. 2019 ж.

Scroll Up