Идеальная тепловая машина работает с использованием цикла карно

Цикл Карно́ — обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). Состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатных процессов, где рабочее тело — идеальный газ. Впервые рассмотрен французским физиком и математиком Николя Сади Карно в 1824 году в связи с определением КПД тепловых машин. Цикл Карно — самый эффективный цикл из всех возможных, он имеет максимальный КПД.

Из всех периодически действующих тепловых машин, имеющих одинаковые температуры нагревателей (Т1) и холодильников (Т2), наибольшим КПД обладают обратимые машины; при этом КПД обратимых машин, работающих при одинаковых температурах нагревателей (Т1) и холодильников (Т2), равны друг другу и не зависят от природы рабочего тела (тела, совершающего круговой процесс и обменивающегося энергией с другими телами).

КПД цикла Карно ν не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т. п.) и определяется температурами теплоотдатчика Т1 и теплоприемника Т2, ν = (Т1-Т2)/Т1. КПД любой тепловой машины не может быть больше КПД цикла Карно (при тех же Т1 и Т2).

Термодинамический процесс в идеальной тепловой машине должен протекать настолько медленно, чтобы его можно было рассматривать как последовательный переход от одного равновесного состояния к другому. Предполагается, что этот процесс является обратимым, то есть его можно провести в обратном направлении без изменения совершенной работы и переданного количества теплоты. В машине Карно осуществляется круговой процесс или термодинамический цикл, при котором система после ряда преобразований возвращается в исходное состояние.

Рабочее тело последовательно находится в тепловом контакте с двумя тепловыми резервуарами (имеющими постоянные температуры) — нагревателем и холодильником с T2 < T1. Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом определенного количества теплоты от нагревателя к холодильнику.

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. Сначала газ расширяется изотермически при температуре T1. При этом он получает от нагревателя количество теплоты Q1. Затем газ расширяется адиабатно, но не обменивается теплотой с окружающими телами. Далее следует изотермическое сжатие газа при температуре Т2, при этом газ отдает холодильнику количество теплоты Q2. В финале газ сжимается адиабатно и возвращается в начальное состояние. Коэффициент полезного действия машины Карно равен отношению разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к абсолютной температуре нагревателя. Площадь, ограниченная изотермами и адиабатами, численно равна работе цикла Карно.

Термический КПД цикла Карно (eta = {Q_1 – Q_2 over Q_1} = {T_1 – T_2 over T_1})

Q1 — подводимое количество теплоты;

Q2 — отводимое количество теплоты.

(eta)— функция только двух температур, не зависит от устройства машины и вида топлива.

Все процессы в идеальной тепловой машине являются равновесными и обратимыми. В реальности все термодинамические процессы имеют необратимый характер.

Цикл Карно обратим и его можно осуществить в обратной последовательности, то есть в направлении ADCBA. При этом количество теплоты dQ2 отбирается у холодильника и передается нагревателю за счет затраченной работы dA. Машина, работающая по обратному циклу, называется холодильной машиной. А тепловой двигатель в обратном режиме работает как идеальная холодильная машина.

Редактировать

Последовательность термодинамических процессов в цикле Карно

Изотермическое расширение при температуре T1 (AB)

(T_1 = const; V_2 > V_1; p_2 < p_1. )

p — давление. V — объем.

Подведенная теплота Q1 равна работе расширения А12, совершенной газом при переходе из состояния A в состояние B:

(Q_1 = A_{12}.)

Адиабатное расширение Q = 0 (BC)

(T_2 < T_1; V_3 > V_2; p_3 < p_2.)

Теплообмен с окружающей средой отсутствует, и работа расширения A23 совершается за счет изменения внутренней энергии:

(A_{23} = {-Delta U})

Изотермическое сжатие при температуре T2 (CD)

(T_2 = const; V_4 < V_3; p_4 > p_3.)

Количество теплоты Q2, отданное газом холодильнику при изотермическом сжатии, равно работе сжатия A34.

(A_{34} = -Q_2.)

Адиабатное сжатие Q = 0 (DA)

(T_1 > T_2; V_1 < V_4; p_1 > p_4.)

Работа адиабатного сжатия

(A_{41} = -A_{23}.)

КПД тепловых двигателей в процентах

Двигатель	КПД, %
Паровая машина	1
Паровоз	8
Карбюраторный двигатель	20-30
Газовая турбина	36
Паровая турбина	35-46
Ракетный двигатель на жидком топливе	47

Для повышения КПД теплового двигателя следует понижать температуру холодильника и увеличивать температуру нагревателя.

Цикл Карно сыграл важную роль в установлении второго начала термодинамики: с его помощью была доказана эквивалентность формулировок К. Клаузиуса и У. Томпсона. Цикл Карно был применен для определения абсолютной термодинамической шкалы температур, часто использовался для вывода различных термодинамических соотношений.

Справочник школьника по физике 7-11 классы. Т.И. Тимофеева. Москва: Оникс 21 век. 2005.
В.А. Касьянов. Физика 10 класс. Дрофа. 2002
Физический энциклопедический словарь. М: Большая российская энциклопедия, 1995.

Источник

Большое значение для применения термодинамики имеют круговые процессы, которые лежат в основе всех тепловых машин — двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, холодильных машин и др.

Рис. 11.6. Пример равновесного кругового процесса

Равновесные круговые процессы изображаются в диаграммахp—V, р—Т и др. в виде замкнутых кривых, так как двум тождественным состояниям — началу и концу кругового процесса — соответствует в любой диаграмме одна и та же точка (рис. II.6). Работа расширения Л] (площадь фигуры 1а2Ы на рис. 11.6) является положительной, а работа сжатия Л2 (площадь 2а1Ь2) — отрицательной. Работа за цикл А равна с точностью до знака площади цикла в p—V диаграмме, охватываемой замкнутой кривой:

А = А]+А2. Таким образом, работа зависит от вида процесса, в результате которого система переходит из одного состояния в другое.

Цикл называется прямым, если за цикл совершается положительная работа A=j)pclV> 0 (цикл протекает по часовой стрелке). Цикл называется обратным (цикл протекает против часовой стрелки), если за цикл совершается отрицательная работа A=j)pdV 0.

Рабочее тело теплового двигателя — это тело, совершающее круговой процесс и обменивающееся энергией с другими телами. Обычно это газ.

Термостатом называется термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами практически без изменения собственной температуры.

Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой Г,, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Qb а термостату с более низкой температурой Т2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2; при этом совершается работа Лполез = Q{ — Q2 (рис. 11.7, а).

Рис. 11.7. Схемы к циклу Карно:

а — действие теплового двигателя; б — действие холодильной машины

Термический КПД двигателя, согласно формуле (11.40), вычисляется по формуле

где Q2^0 согласно второму началу термодинамики.

Принцип работы холодильной машины основан на процессе, обратном происходящему в тепловом двигателе: от термостата с более низкой температурой Т2 за цикл получают количество теплоты Q2 и отдают термостату Г, количество теплоты Qx. При этом над системой совершается работа Л — (2, — Q2 (рис. 11.7, б).

Эффективность холодильной машины характеризует холодильный коэффициент г|’ — отношение отнятой у термостата с более низкой температурой количества теплоты Q2 к работе А, которая затрачивается на приведение холодильной машины в действие:

К термодинамическим циклам, исследование которых сыграло важную роль в разработке общих основ термодинамики, относится цикл Карно (рис. 11.8).

Рис. 11.8. Схематическое изображение цикла Карно для идеального газа на диаграмме p-V

Цикл Карно — это обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту).

Он состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатических процессов, осуществляемых с рабочим телом (идеальным газом или паром). Цикл Карно был впервые рассмотрен французским физиком Н. Л. С. Карно (1824) как идеальный рабочий цикл теплового двигателя. Рабочее тело последовательно находится в тепловом контакте с двумя тепловыми резервуарами — нагревателем с постоянной температурой Г, и холодильником с Т2{. Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом определенного количества теплоты от нагревателя к холодильнику.

Выберем точку 1 в качестве начального состояния (рис. 11.8). Идеальный газ расширяется изотермически и обратимо по пути 1—2 при температуре Г,. Например, газ заключен в цилиндре с подвижным поршнем и находится в контакте с горячим термостатом (Г,), который сообщает газу количество теплоты Qv Затем газ расширяется адиабатически и обратимо по пути 2—3; на этом участке передачи теплоты не происходит и температура газа падает до Т2. На третьей стадии цикла происходит изотермическое обратимое сжатие газа по пути 3—4; здесь необходим контакт с холодным термостатом (Т2), которому газ передает количество теплоты Q2. Наконец, газ адиабатически сжимается по пути 4—1, возвращаясь в исходное состояние. Результирующая работа, совершаемая в одном цикле Карно, численно равна площади, ограниченной криволинейными отрезками, образующими цикл на р— Р-диаграмме (кривая на рис. 11.8). Данный цикл может быть проведен в обратном направлении. Например, по такому принципу работает любой бытовой холодильник.

Рис. 11.9. Цикл Карно на диаграмме T—S

Цикл Карно можно также изобразить на диаграмме T—S (рис. 11.9). Изотермы изображаются прямыми 1—2 и 3—4, адиабаты — прямыми 2—3 и 4—1.

Карно сформулировал следующую теорему (теорема Карно): коэффициент полезного действия тепловой машины, которая работает по циклу Карно, зависит только от температур нагревателя и холодильника, но не зависит от вида используемого рабочего тела, а также от устройства машины.

Из теоремы Карно следует, что все обратимые двигатели, работающие между термостатами с двумя одинаковыми температурами, имеют один и тот же КПД; ни один необратимый двигатель, работающий между теми же термостатами, не может иметь более высокий КПД.

Коэффициент полезного действия двигателя Карно, как и любого теплового двигателя, задается выражением (11.40). Согласно (11.49), полученное тепло (?, =T(S2 — S) и равно площади под отрезком 1—2. Отданное холодильнику тепло Q2 = T2(S2~У,) и равно площади под отрезком 4—3. При этом площадь прямоугольника, т.е. (9, — Q2, равна работе, совершаемой двигателем за цикл. Подставив выражения Q{ и Q2 в формулу (11.40), получим, что КПД обратимого двигателя Карно зависит только от температур термостатов Г, и Т2:

)

где температуры Тх и Т2 являются абсолютными, измеренными по температурной шкале идеального газа. Цикл Карно имеет максимальный КПД и служит мерой эффективности тепловых двигателей.

В настоящее время тепловые двигатели широко применяются в современном транспорте. Учитывая такие экологические и транспортные проблемы, как глобальное потепление и ограниченность запасов нефти, перспективным считается использование водорода в качестве горючего для тепловых двигателей: при сгорании водорода образуется вода. Выполняются интенсивные исследования по созданию практичных транспортных средств на топливных элементах, а также электромобилей, способных заменить автомобили с двигателем, работающим на бензине.

Источник

Во всех реальных тепловых машинах
происходят те или иные потери энергии.

Идеальная тепловая машина работает с использованием цикла карно

Если
в машине отсутствуют потери на
теплопроводность, лучеиспускание,
трение и т.д., т.е. нет необратимых
потерь, то тепловая машина называется
идеальной.

Анализируя
работу тепловых двигателей, французский
инженер Сади Карно в 1824 г. нашел, что
наивыгоднейшим, с точки зрения КПД,
является обратимый круговой процесс,
состоящий из изотермических и адиабатных
процессов.

Прямой круговой
процесс, состоящий из двух изотермических
процессов и двух адиабатических,
называется циклом Карно.

– контакт рабочего тела с нагревателем

(1-2) – изотермическое расширение, от
нагревателя отбирается тепло Q

– прекращение контакта рабочего тела
с нагревателем

(2-3) – адиабатическое расширение. Uуменьшается и температура понижаетсяTX<TH

– контакт с холодильником (ТХ)

(3-4) – изотермическое сжатие. Тепло
отбирается холодильником от рабочего
тела

– прекращение контакта с холодильником

(4-1) – адиабатическое сжатие, Uувеличивается и температура повышается
до Тисх

QH–QX=Aцикла

– работа изотермического расширения

– работа изотермического сжатия

По определению КПДтепловой
машины – это отношение полезной работы
за цикл к затраченной энергии нагревателя.

Идеальная тепловая машина работает с использованием цикла карно

Используя уравнение адиабаты:

Теорема Карно:–КПД цикла Карно идеальной тепловой
машины

Цикл Карно обратим, т.к. все его составные
части являются равновесными процессами.

Поэтому машина, работающая по циклу
Карно, может работать не только в качестве
тепловой машины (прямой цикл), но и в
качестве холодильной (обратный цикл).
Отнятие тепла от более холодного тела
(фреон) и передача его более нагретому
(окружающая среда) совершается за счет
работы внешних сил (электрическая
энергия). Иногда используют обратный
цикл для нагревания тел – эти устройства
называется тепловыми насосами.

Т.к. Tx≠ 0, то η < 1. Отметим также, что для
работы тепловых машин всегда требуются
два тепловых термостата. Конечно, если
взять только один термостат, то, пользуясь
им, можно изотермическим расширением
рабочего вещества получить полезную
работу, но в реальных условиях не может
быть бесконечного расширения, для работы
машины необходимо периодическое
возвращение рабочего вещества в начальное
состояние.

В циклическом процессе нельзя получить
работу, пользуясь одним только тепловым
резервуаром.

Таблица №1 к разделу III

Название процесса	Уравнение процесса	Связь между параметрами состояния	Работа процесса	Количество теплоты, сообщенное в процессе	Изменение внутренней энергии	Теплоемкость		Показатель политропы
изотермический	T=const	PV = const	dA = PdV	dQ = dA Q = A	dU= 0 ΔU= 0		+∞ при dV> 0 (расширение) –∞ dV< 0 (сжатие)	n= 1
изохорический	V=const		dA = 0 A = 0	dQ = CVdT Q = CV(T2 – T1)	dU = CvdT ΔU = Cv(T1 – T2)			n=∞
изобарический	P=const		dA = PdV A = P(V2 – V1)	dQ = CPdT Q = CP(T2 – T1)	dU = CVdT ΔU = Cv(T1 – T2)			n = 0
адиабатный	δQ = const	PVγ = const	dA = PdV= –dU A = CV(T1 – T2) =	dQ = 0 Q =	dU = -dA ΔU = -A = Cv(T1 – T2)	C = 0		n = γ
политропный	C=const	PVⁿ = const	dA = PdV	dQ = CdT Q = C(T2 – T1)	dU = CVdT ΔU = Cv(T1 – T2)

Примечания:

Индексы 1 и 2 – начальное и конечное
состояние.
Все величины выражены в одной системе.
Даны основные соотношение для равновесных
процессов, совершаемых идеальным газом,
m=const,CV=const,CP=const.
Работа совершается системой против
внешнего давления dA>
0

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Устройство, имеющее способность преобразовывать полученную теплоту в механическую работу носит название теплового двигателя. В таких машинах механическая работа совершается в процессе расширения вещества, называющегося рабочим телом. Его роль обычно исполняют газообразные вещества, вроде паров бензина, воздуха и водяного пара.

Определение 1

Рабочее тело приобретает или отдает тепловую энергию при теплообмене с телами, которые имеют внушительный запас внутренней энергии. Такие тела называют тепловыми резервуарами.

Исходя из первого закона термодинамики, можно сделать вывод, что полученное газом количество теплоты Q полностью преобразуется в работу A в условиях изотермического процесса, при котором внутренняя энергия не претерпевает изменений (ΔU=0):

A=Q

Однако, подобный однократный акт превращения теплоты в работу для техники не представляет интереса. Существующие тепловые двигатели, такие как паровые машины, двигатели внутреннего сгорания и им подобные, работают циклически. Необходимо периодическое повторение процесса теплопередачи и преобразования полученной теплоты в работу. Чтобы данное условие выполнялось, рабочее тело должно совершать круговой процесс или же термодинамический цикл, при котором исходное состояние с периодически восстанавливается. На рисунке 3.11.1 в виде диаграммы (p, V) газообразного рабочего тела с помощью замкнутых кривых проиллюстрированы круговые. В условиях расширения газ производит положительную работу A1, эквивалентную площади под кривой abc. При сжатии газ совершает отрицательную работу A2, равную по модулю площади под кривой cda. Полная работа за цикл A=A1+A2 на диаграмме (p, V) равняется площади цикла. Работа A положительна, в том случае, если цикл проходит по часовой стрелке, и A отрицательна, когда цикл проходит в противоположном направлении.

Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно

Рисунок 3.11.1. Круговой процесс на диаграмме (p, V). abc – кривая расширения, cda – кривая сжатия. Работа A в круговом процессе равна площади фигуры abcd.

Все круговые процессы обладают общей чертой. Они не могут привестись в действие при контакте рабочего тела только с одним тепловым. Их минимальное число должно быть равным двум.

Определение 2

Тепловой резервуар, обладающий более высоким значением температуры, носит название нагревателя, а с более низким – холодильника.

Рабочее тело при совершении кругового процесса получает от нагревателя некоторую теплоту Q1>0 и теряет, отдавая холодильнику, количество теплоты Q2<0. Для полного полученного рабочим телом за цикл количества теплоты Q справедливо следующее выражение:

Q=Q1+Q2=Q1-Q2.

Совершая цикл, рабочее тело приходит в свое первоначальное состояние, из чего можно сделать вывод, что изменение его внутренней энергии равняется ΔU=0. Основываясь на первом законе термодинамики, запишем:

∆U=Q-A=0.

Из этого следует:

A=Q=Q1-Q2.

Работа A, которую рабочее тело совершает за цикл, эквивалентна полученному за этот же цикл количеству теплоты Q.

Определение 3

Коэффициентом полезного действия или же КПД η теплового двигателя называют отношение работы A к полученному рабочим телом за цикл от нагревателя количеству теплоты Q1, то есть:

η=AQ1=Q1-Q2Q1.

Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно

Рисунок 3.11.2. Модель термодинамических циклов.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя демонстрирует, какая доля тепловой энергии, которую получило рабочее тело от нагревателя, преобразовалась в полезную работу. Оставшаяся часть (1–η) была без пользы передана холодильнику. Коэффициент полезного действия тепловой машины не может быть больше единицы η<1. На рисунке 3.11.3 проиллюстрирована энергетическая схема тепловой машины.

Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно

Рисунок 3.11.3. Энергетическая схема тепловой машины: 1 – нагреватель; 2 – холодильник; 3 – рабочее тело, совершающее круговой процесс. Q1>0, A>0, Q2<0; T1>T2.

Виды тепловых двигателей

В технике свое применение находят двигатели, использующие круговые процессы. Рисунок 3.11.3 демонстрирует нам циклы, применяемые в бензиновом карбюраторном и в дизельном двигателях. Они оба в качестве рабочего тела используют смесь паров бензина или дизельного топлива с воздухом. Цикл карбюраторного двигателя внутреннего сгорания включает в себя две изохоры (1–2, 3–4) и две адиабаты (2–3, 4–1), дизельного двигателя -две адиабаты (1–2, 3–4), одну изобару (2–3) и одну изохору (4–1). Реальный КПД (коэффициент полезного действия) у карбюраторного двигателя составляет около 30 %, у дизельного двигателя – приблизительно 40 %.

Виды тепловых двигателей

Рисунок 3.11.4. Циклы карбюраторного двигателя внутреннего сгорания (1) и дизельного двигателя (2).

Цикл Карно

Круговой процесс, изображенный на рисунке 3.11.5, состоящий из двух изотерм и двух адиабат был назван циклом Карно в честь открывшего его в 1824 году французского инженера. Данное явление впоследствии оказало колоссальное влияние на развитие учения о тепловых процессах.

Цикл Карно

Рисунок 3.11.5. Цикл Карно.

Находящийся в цилиндре, под поршнем, газ совершает цикл Карно. На участке изотермы (1–2) он приводится в тепловой контакт с нагревателем, обладающим некоторой температурой T1. Газ изотермически расширяется, при этом к нему подводится эквивалентное совершенной работе A12количество теплоты Q1=A12. После этого на участке адиабаты (2–3) газ помещается в адиабатическую оболочку и продолжает процесс расширения при отсутствующем теплообмене. На данной части цикла газ совершает работу A23>0. Его температура при адиабатическом расширении снижается до величины T2. На идущем следующим участке изотермы (3–4) газ приводится в тепловой контакт с холодильником в условиях температуры T2<T1. Производится процесс изотермического сжатия. Газом совершается некоторая работа A34<0 и отдается тепло Q2<0, эквивалентное произведенной им работе A34. Его внутренняя энергия не претерпевает изменений. На последнем оставшемся участке адиабатического сжатия газ снова помещают в адиабатическую оболочку. При сжатии его температура вырастает до величины T1, также совершается работа A41<0. совершаемая газом за цикл полная работа A эквивалентна сумме работ на отдельных участках:

A=A12+A23+A34+A41.

На диаграмме (p, V) данная работа равняется площади цикла.

Процессы на любом из участков цикла Карно квазистатичны. Например, оба участка 1–2 и 3–4, относящихся к изотермическим, производятся при пренебрежительно малой разности температур рабочего тела, то есть газа, и теплового резервуара, будь то нагреватель или холодильник.

Исходя из первого закона термодинамики, можно заявить, что работа газа в условиях адиабатического расширения или сжатия эквивалентна падению значения ΔU его внутренней энергии. Для 1 моля газа верно следующее выражение:

A=-∆U=-CV(T2-T1),

в котором T1 и T2 представляют собой начальную и конечную температуры рабочего тела.

Из этого следует, что работы, совершаемые газом на двух адиабатических участках цикла Карно, противоположны по знакам и одинаковы по модулю:

A23=-A41.

Коэффициент полезного действия η цикла Карно может рассчитываться с помощью следующих соотношений:

η=AQ1=A12+A34Q12=Q1-Q2Q1=1-Q2Q1.

С. Карно выразил коэффициент полезного действия цикла через величины температур холодильника T2и нагревателя T1:

η=T1-T2T1=1-T2T1.

Цикл Карно примечателен тем, что ни на одном из его участков тела, обладающие различными температурами, не соприкасаются. Любое состояние рабочего тела в цикле является квазиравновесным, что означает его бесконечную близость к состоянию теплового равновесия с окружающими объектами, то есть тепловыми резервуарами или же термостатами. В цикле Карно исключен теплообмен в условиях конечной разности температур рабочего тела и окружающей среды (термостатов), если тепло имеет возможность переходить без совершения работы. По этой причине любые другие возможные круговые процессы проигрывают ему в эффективности при заданных температурах нагревателя и холодильника:

ηКарно=ηmax

Цикл Карно

Рисунок 3.11.6. Модель цикла Карно.

Каждый участок цикла Карно и цикл в целом могут проходиться в обоих направлениях.

Определение 4

Обход цикла по часовой стрелке соответствует тепловому двигателю, в котором полученное рабочим телом тепло частично преобразуется в полезную работу. Обход против часовой стрелки соответствует холодильной машине, где некое количество теплоты отходит от холодного резервуара и передается горячему резервуару за счет совершения внешней работы. Именно поэтому идеальное устройство, работающее по циклу Карно, носит название обратимой тепловой машины.

В реально существующих холодильных машинах применяются разные циклические процессы. Любой холодильный цикл на диаграмме (p, V) обходятся против часовой стрелки. На рисунке 3.11.7 проиллюстрирована энергетическая схема холодильной машины.

Цикл Карно

Рисунок 3.11.7. Энергетическая схема холодильной машины. Q1<0, A>0, Q2 > 0, T1>T2.

Работающее по холодильному циклу устройство может обладать двояким предназначением.

Определение 5

Если полезным эффектом является отбор некоторого количества тепла Q2 от охлаждаемых тел, к примеру, от продуктов в камере холодильника, то такое устройство является обычным холодильником.

Эффективность работы холодильника может быть охарактеризована следующим отношением:

βx=Q2A.

Таким образом, эффективность работы холодильника представляет собой количество тепла, отбираемого от охлаждаемых тел на 1 джоуль затраченной работы. В условиях подобного определения βх может быть, как больше, так и меньше единицы. Для обращенного цикла Карно справедливо выражение:

βx=T2T1-T2.

Определение 6

В случае, когда полезным эффектом является передача некоего количества тепла
|Q1| нагреваемым телам, чьим примером может выступать воздух в помещении, то такое устройство называется тепловым насосом.

Эффективность βТ теплового насоса может быть определена с помощью отношения:

βт=Q1A.

То есть она может определяться количеством теплоты, передаваемым более теплым телам на 1 джоуль затраченной работы. Из первого закона термодинамики следует:

Q1>A.

Следовательно, βТ всегда больше единицы. Для обращенного цикла Карно справедливо следующее выражение:

βт=1η=T1T1-T2.

Источник