Page 68 - 6375

такому циклі не зазнає ніяких змін. Необоротний цикл – цикл, в якому хоча б одна його

частина необоротна.
16.2. Цикл Карно та його ККД. У розвитку термодинаміки важливу роль відіграло

вивчення спеціального кругового процесу – циклу Карно. Цикл Карно – це цикл ідеальної

теплової машини. У ній відсутні втрати на теплопровідність, теплове випромінювання, тертя.
Цикл Карно крім практичного теплотехнічного значення має також важливе значення для

виведення кількісного формулювання ІІ закону термодинаміки. Він складається з двох

адіабатних і двох ізотермічних процесів.
Розглянемо оборотний прямий цикл Карно з ідеальним газом. При прямому циклі,

який є схемою будь-якої теплової машини, що трансформує теплоту в роботу, відтворююча
точка на термодинамічній діаграмі проходить проміжні стани робочого тіла за годинниковою

стрілкою. Нехай один моль ідеального газу знаходиться в циліндрі з рухомим невагомим
поршнем. У процесі ізотермічного розширення 1 − 2 газ перебуває у тепловому контакті з

термостатом – нагрівником з температурою = , від якого газу передається кількість
1
теплоти > 0 . У процесі адіабатного розширення 2 − 3 газ тепло ізолюється. Циліндр
1
1
з газом розміщують на адіабатній підставці. Температура газу знижується до . При
2
ізотермічному стисканні 3 − 4 газ перебуває у тепловому контакті з термостатом –

холодильником, температура якого = < . Газ віддає холодильнику кількість
2
2
1
теплоти < 0 . У процесі адіабатного стискання 4 − 1 циліндр з газом знову тепло
2
2
ізолюють завдяки розміщенню його на адіабатній підставці. Температура газу при цьому
підвищується.
За цикл до газу підводиться кількість теплоти і передається холодильнику − .
2
1
Термічний коефіцієнт корисної дії

−
 = 1 2 = 1 − 2 .
1 1

Карно сформулював теорему, яка містить два твердження:

коефіцієнт корисної дії теплової машини, яка працює за циклом Карно,
залежить тільки від температур і нагрівача і холодильника, але не залежить від

конструкції машини, а також від виду робочого тіла, яке використовується;
коефіцієнт корисної дії необоротного циклу завжди менший, ніж оборотоного

циклу Карно, в однакових температурних границях.

Корисна робота за цикл = − дорівнює сумі робіт, виконуваних на окремих
2
1
процесах циклу, а саме:
= 12 + 23 + 34 + ,
41