Körkörös termodinamikai folyamatok - stadopedia
Korábban gondoskodtunk a munka megszerzésének folyamatairól mind a hőellátáson keresztül, mind a munkaközeg belső energiájának megváltoztatásával. Azonban a munkaközeg egyetlen terjeszkedésével korlátozott mennyiségű munkát lehet elérni. Ahhoz, hogy a hő folyamatosan átalakuljon a munkafolyamatba, szükséges, hogy az eljárást folyamatosan végezzük, azaz. körbejárta. A termodinamikai folyamatot, amelyben a kezdeti és a végállapot egybeesik, körkörös folyamatnak vagy ciklusnak nevezik. A munkához való visszatéréshez a munkatestet eredeti állapotába kell helyezni, vagyis a munkaeszköz tömörítéséhez. A munkaközeg összehúzódását munkába kell fektetni, ezt a munkát valamilyen külsõ forrásból a munkatestbe kell vinni.
Ábra. 11. A körkörös eljárás kiválasztásához.
Nyilvánvaló, hogy a munkaközeg tömörítési folyamatát a tágulási folyamat útjától eltérő úton kell végrehajtani. Ellenkező esetben a körfolyamatból származó teljes munka nulla lesz:
A tömörítési folyamatot úgy kell kiválasztani, hogy abszolút értékben a tömörítés mértéke kisebb legyen, mint a terjeszkedés. Az 1. ábrán. A pv-diagram egy kör alakú folyamatot mutat, amelyben a munkatest az 1-3-2 görbe mentén bővül, ebben az esetben a terjeszkedés munkája numerikusan egyenlő pl. 132451. A munkatestet a végső állapotból 2 kezdeti állapotba való visszatérés folyamatát a következő módok egyikével lehet elérni:
1. A 2-3-1 sűrítési görbéből. Ebben az esetben a tömörítés (231542 szekció) egyenlő lesz a bővítés munkájával (132451 szekció). Ennek eredményeképpen az ilyen körkörös eljárás teljes munkája nulla.
2. A 2-6-1 sűrítési görbéből, amely az 1-3-2 bővítési görbe felett helyezkedik el. Ugyanakkor a tömörítési munka (261542 négyzet) nagyobb, mint az expanziós munka (132451 szekció). Az ilyen körkörös folyamat teljes munkája negatív lesz.
3. A 2-7-1. Tömörítési görbe szerint, a bővítési görbe alatt. Ebben a körfolyamatban a bővítési munka (pl. 132451) nagyobb, mint a tömörítési munkálat (271542 négyzet), az 1-3-2-7-1 zárt görbe által határolt terület. a ciklus munkája. Ezért annak érdekében, hogy a munka pozitív legyen, szükséges, hogy a pv diagramban a 2-7-1 tömörítési görbe az 1-3-2 bővítési görbe alatt helyezkedjen el. Egy ilyen körfolyamat ismételt megismétlése esetén a hőellátás révén minden munkamennyiséget meg lehet szerezni,
Ábra. 12. Zárt körkörös folyamat (ciklus)
a egyenes vonal. b - fordított ciklus.
A pozitív munkát eredményező ciklus közvetlen. Egy ilyen ciklus a Pv-diagramban az óramutató járásával megegyező irányba halad. Minden hőmotor közvetlen ciklusban működik (12a ábra).
A ciklust, amely negatív munkát eredményez, inverznek nevezzük (12b ábra). Ebben a tömörítési munkálat nagyobb, mint a bővítési munka. A fordított ciklusban hűtőgépek működnek.
A ciklusok lehetnek reverzibilisek és visszafordíthatatlanok.
A reverzibilis termodinamikai ciklus egy ciklus, minden folyamatban reverzibilis.
Egy visszafordíthatatlan termodinamikai ciklus egy olyan ciklus, amelyben legalább egy alkotó folyamata visszafordíthatatlan.
Hőforrásokat használnak a hő eltávolítására és szállítására. Ha a forrás melegséget ad a munkatestnek, úgy hívják hűtőbordát vagy forró hőforrást (fűtőtestet), ha a forrás hőt kap a munkatesttől, hővevőtől vagy hideg hőforrástól (hűtőszekrény).