Termodinamikai hőmérséklet skála
Az a tény, hogy a hatékonyságot a Carnot-ciklus csak attól függ, a hőmérséklet a fűtés és a hűvösebb, hagyjuk Thomson (Lord Kelvin később) megalkotásához használt a Carnot-ciklus a hőmérsékleti skála, függetlenül a termometriás test tulajdonságait. Korábban létrehozott ideális-gáz hőmérséklete skála (§ 2 I. szakasz) nem függ a jellemzőit egy ideális gáz, amelyet használunk termometriás test.
Mi tart a fűtő és hűtő hőmérsékletének mérésére bármilyen empirikus hőmérsékleti skála (Celsius vagy Fahrenheit Reaumur). Az első tétel Carnot-hatásfok a Carnot-ciklus függvénye csak a hőmérséklet, azaz az arány a hőmennyiség továbbított fűtő és mennyisége, ad a hűtőszekrény is függvénye ezen hőmérsékletek:
Tegyük fel, hogy három termikus tározó hőmérsékleten. használt fűtőberendezések és hűtők (ábra. 5.3.1).
Három Carnot-ciklus 1234 4356, 1256. kombinációi az első két ciklus harmadik egyenértékű. A munka mennyisége az első két ciklus, egyenlő a munkát a harmadik ciklusban, mivel követi a geometriai jelentése a munka (ábra. 5.3.1).
Írunk a három ciklus fogadására és öntött futamok.
Az arány az első két kifejezést ad
Másrészt, ezek aránya futamok adja (5.3.4), ahol a
Egyenlet (5.3.6) az aránya:
Az utolsó kifejezés érvényes minden értéket. mivel az arány a hő mennyiségét a bal oldalon nem függ ez az érték. Ezért, ha a zár lehetőséget. a funkciója a számláló és a nevező a jobb oldali tekinthető függvényében egy variábilis és. illetve és
Az érték függ a hőmérséklettől és a maga is lehet venni, mint egy intézkedés a hőmérséklet
ahol - termodinamikai hőmérséklet. Ezután a kifejezés hatékonysága a Carnot-ciklus definíciója
Azaz, hogy meghatározza az arány a hőmérséklet a két test lehet, használja őket, mint egy melegítő és hűtő a Carnot-ciklus, és mérjük a kapott munkaközeg, és így a hőmennyiség így kapott, mint az arány nem függ a tulajdonságait a munkafolyadék. Mivel az alak a funkció függ a paraméterek kiválasztása. más szóval a választás a referenciapontot, és a hőmérséklet függ ez a választás. A referenciapont választott víz hármaspontja. Állapot, melyben dinamikus egyensúlyban vannak szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban. (További háromszoros pontokat a tanulmányban vizsgált egyensúlyi fázisátalakulások). A víz, ez az állapot figyelhető nyomáson 4,58 mm Hg Ez a pont tulajdonítható hőmérséklet = 273,16 K (pontosan). Így megkonstruált skála - termodinamikai hőmérséklet skála, különben ez az úgynevezett Kelvin-skála.
Termodinamikai hőmérséklet egy test lehet kiszámítani kapcsolatban (5.3.9), ahol az egyik a hőmérséklet - a hőmérséklet a referenciapontot. Szigorúan véve, meg kell tölteni egy Carnot-ciklus a test, amelynek hőmérséklete kell mérni és a test található a hármas pont a víz. Ezt a kísérletet nem végeztük, de a közvetett adatokat ebben a skála megfelel a hőmérsékleten olvadó jég érték 273, 15 (kb), és a visszafolyatási hőmérséklet a víz - 373, 15 (kb).
Mivel a bal oldali kifejezés (5.3.9) nagyobb, mint nulla, akkor a termodinamikai hőmérséklet mindig csak egy karaktert. mark lett kiválasztva a „plusz”, azaz a minimális érték a termodinamikai hőmérséklet - nulla fok Kelvin. A létezése abszolút nulla hőmérséklet-tartományban köszönheti másik nevet - az abszolút termodinamikai hőmérsékleti skála.
Tól (5.3.9) az következik, hogy az abszolút nulla lehet megközelíteni tetszőlegesen közel, de nem lehet elérni. Valóban, elvegyék a test egy bizonyos mennyiségű hőt, lehetséges, hogy csökkentse a hőmérséklet csak az azonos számú alkalommal. A specifikus, a hőmérséklet egyetlen műveletben a felére csökken. Még így végtelen számú alkalommal ezt a műveletet, mi lesz nullánál nagyobb értékek.
Mi kapcsolatot hoznak létre az abszolút termodinamikai és ideális gáz hőmérsékleti skála. Erre a célra, azt látjuk, a kifejezés hatékonysága a Carnot-ciklus, amelyben a munkaközeg ideális gáz. Amikor izotermikus expanzió 1-2 (ábra. 5.3.2) változás belső energiája ideális gáz nulla, és az összes jelentett hőmennyiség megy a pontozás működését. Adott egy ideális gáz izotermikus kompresszió 3-4 hőmennyiség számszerűen egyenlő a munkát a folyamat a rendszer. Itt és - a hőmérséklet határozza meg az ideális-gáz hőmérsékleti skála.
Így a hatékonyság egy hőerőgép szerint működő Carnot-ciklus, amelyben a munkaközeg ideális gáz, az
Az általunk használt adiabatikus ideális gáz egyenlet paramétereit adiabatikus átmenetek 2-3 és 4-1, illetve
Termwise körzet (5.3.12) a (5.3.13) megadja az ideális gáz térfogat aránya
És a kifejezés a hatékonyságát ideális Carnot gép egy működő szervezet - ideális gáz lesz:
Összehasonlítva a kifejezést (5.3.9) és (5.3.16), arra lehet következtetni, hogy az ideális termodinamikai és - gáz hőmérsékleti skálák egybeesik az azonos kiválasztási referenciapontok. Az érték egy fokozat, így szintén azonosak.