Круговий процес
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Круговий процес

Круговий процес (цикл) в термодинаміці, процес, при якому фізична система (наприклад, пара), зазнавши ряд змін, повертається у вихідний стан. Термодинамічні параметри і характеристичні функції стану системи (температура Т, тиск р, об'єм V, внутрішня енергія U, ентропія S і ін.) в кінці До. п. знов приймають первинне значення і, отже, їх зміни при До. п. дорівнюють нулю (D U = 0 і т. д.). Всі зміни, що виникають в результаті До. п., відбуваються лише в середовищі, що оточує систему. Система (робоче тіло) на одних ділянках До. п. виробляє позитивну роботу за рахунок своєї внутрішньої енергії і кількостей теплоти Q n , отриманих від зовнішніх джерел, а на ін. ділянках До. п. роботу над системою здійснюють зовнішні сили (частина її йде на відновлення внутрішньої енергії системи). Згідно першому початку термодинаміки (закону збереження енергії), вироблена в До. п. системою або над системою робота ( А ) дорівнює сумі алгебри кількостей теплоти ( Q ) , отриманих або відданих на кожній ділянці До. п. (D U = Q А = 0, А = Q ) . Відношення А / Q n (досконалою системою роботи до кількості отриманої нею теплоти) називається коефіцієнтом корисної дії (ккд) До. п.

загрузка...

  Розрізняють рівноважні (точніше, квазірівноважні) До. п., в яких послідовно прохідні системою стани близькі до рівноважних, і нерівноважні До. п., в яких хоч би одна з ділянок є нерівноважним процесом . В рівноважних До. п. ккд(коефіцієнт корисної дії) максимальний. На малюнку дано графічне зображення рівноважного (оборотного) Карно циклу, що має максимальне ккд(коефіцієнт корисної дії).

  До. п. називається прямим, якщо його результатом є здійснення роботи над зовнішніми тілами і перехід певної кількості теплоти від більш нагрітого тіла (нагрівача) до менш нагрітому (холодильнику). До. п. результатом якого є переведення певної кількості теплоти від холодильника до нагрівача за рахунок роботи зовнішніх сил, називається зворотним До. п. або холодильним циклом.

  До. п. зіграли у фізиці, хімії, техніці видатну роль. Розрахунок різних рівноважних До. п. з'явився історично першим методом термодинамічних досліджень. Цей метод дав можливість на основі аналізу робочого циклу ідеальної теплової машини (циклу Карно) отримати математичне вираження другого початку термодинаміки і побудувати термодинамічну температурну шкалу . Багато важливих термодинамічних співвідношень ( Клапейрона—Клаузіуса рівняння і ін.) було отримано при розгляді відповідних До. п. У техніці До. п. застосовуються як робочі цикли двигунів внутрішнього згорання, різних теплосилових і холодильних установок (див. Цикл двигуна, Холодильні цикли ).

  Літ.: Крічевський І. Р., Поняття і основи термодинаміки, М., 1962; Курс фізичної хімії, під ред. Я. І. Герасимова, 2 видавництва, т. 1, М., 1969.

Графічне зображення прямого кругового процесу (циклу) Карно в координатах: а — об'єм V, тиск p; би — об'єм V, температура Т; у — ентропія S, температура Т. Площадь ABCD пропорційна роботі циклу. Зворотний цикл здійснюється в зворотному порядку — ADCBA (на графіці проти годинникової стрілки).