Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Термодинамика

Глава 9. Термодинамика

§76. Тепловые двигатели

Принцип действия

Тепловой двигатель — это устройство, превращающее внутреннюю энергию топлива в механическую работу. Любой тепловой двигатель работает по циклу: нагреватель передаёт теплоту рабочему телу (газу, пару), рабочее тело расширяется, совершает работу, затем отдаёт часть теплоты холодильнику.

Устройство

Тепловой двигатель состоит из трёх основных элементов:

1. Нагреватель — источник теплоты с высокой температурой $T_1$.
2. Рабочее тело — газ или пар, который расширяется и совершает работу.
3. Холодильник — приёмник теплоты с низкой температурой $T_2$.

КПД теплового двигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) — отношение полезной работы к полученной теплоте:

\[\eta = \frac{A}{Q_1} = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1}\]

где $Q_1$ — теплота, полученная от нагревателя, $Q_2$ — теплота, отданная холодильнику.

Цикл Карно

Наибольший возможный КПД имеет идеальный тепловой двигатель, работающий по циклу Карно:

\[\eta_{\max} = \frac{T_1 - T_2}{T_1}\]

КПД реальных двигателей всегда меньше этого значения.

---

Вопросы для повторения

1. Какое устройство называют тепловым двигателем?
2. Из каких элементов состоит тепловой двигатель?
3. Что называют КПД теплового двигателя?
4. Запишите формулу КПД.
5. Какой цикл даёт максимальный КПД?

Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.