Круговой процесс (цикл термодинамический) - термодинамич. процесс, при к-ром
все термодинамич. параметры (и термодинамич. функции) возвращаются к своим нач.
значениям. Если термодинамич. состояние определяется двумя параметрами (напр.,
давлением Р и объёмом V), К. п. изображается в виде замкнутой
кривой (цикла) на плоскости, координатами к-рой служат термодинамич. параметры
(напр., Р и V).
Из первого начала термодинамики следует, что работа, производимая системой при К. п., равна алгебраич. сумме
кол-в теплоты, получаемой и отдаваемой системой на каждом участке К. п. В результате
прямого К. п. теплота превращается в работу, а в обратном К. п. работа
затрачивается на перенос теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. К.
п. наз. обратимым, если при прямом и обратном процессах система проходит через
те же состояния. Для этого К. п. должен совершаться квазистатически, т. е. все
его промежуточные состояния должны быть очень близки к равновесным состояниям.
Теоретический цикл поршневого
двигателя: а - цикл Отто; б - цикл Дизеля.
Максимальным кпд обладает
идеальная машина, работающая по обратному К. п., состоящему из двух изотерм
и двух адиабат (Карно цикл ).Её кпд зависит только от температур нагревателя
и холодильника T1T2 и равен
(T1-T2)/T1 (Карно теорема).
Второе начало термодинамики впервые было установлено с помощью анализа К. п. и кпд тепловых двигагелей.
К. п. были использованы для построения термодинамич. температурной шкалы, не зависящей от свойств рабочего тела. На основе К. п. теоретически изучены
рабочие процессы разл. преобразователей энергии (паросиловых и газотурбинных
установок, двигателей внутр. сгорания, холодильников, тепловых насосов и т.
д.). Для наиб. эффективной их работы необходимо, чтобы их циклы были близки
к идеальному циклу Карно, а потери на необратимость были бы минимальными. Теплоту,
выделяемую при переходе рабочего тела от T2 к T1, можно
использовать для нагрева рабочего тела от Т2 до T1
на противоположном участке цикла (регенерация тепла). Цикл Карно с полной
регенерацией тепла наз. обобщённым циклом Карно. На рис. (а) изображён цикл
поршневого двигателя внутр. сгорания с подводом теплоты при пост. объёме (цикл
Отто). Рабочим телом является смесь воздуха и горючих газов или паров жидкого
топлива (на нач. участках) или газообразные продукты сгорания (на др. участках).
Участок 1-2 - адиабатич. сжатие рабочего тела, 2-3 - изохорич.
подвод теплоты, 3-4 - адиабатич. расширение. Если считать рабочее тело
идеальным газом, то термич. кпд такого цикла равен
где -
отношение теплоёмкостей при пост. давлении и пост. объёме,
- степень сжатия, V1 - макс. объём, F2 - мин. объём.
Цикл поршневого двигателя
с подводом теплоты при пост, давлении (цикл Дизеля) изображён на рис. (б). В этом случае термич. кпд помимо в зависит от степени предварит. расширения
Цикл, состоящий из двух
адиабат с подводом и отводом теплоты при пост. давлении, наз. циклом Джоуля,
его термич. кпд равен
Литература по круговому процессу (термодинамическому циклу)
Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е., Техническая термодинамика, 4 изд., М., 19S3;
Кубо Р., Термодинамика, пер. с англ., М., 1970, с. 97;
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция? Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда". На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли. Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал: "Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985] Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.