Strona na tkomputer

Termodynamika. Silniki cieplne. Silnik Carnota.

Ważne pojęcia termodynamiki

Sprawność silnika Carnota czyli silnika idealnego pracującego zgodnie z cyklem Carnota.

Pierwsza zasada termodynamiki - zasada zachowania energii w układach termodynamicznych.

Grzejnica (grzejnik)- źródło energii dla silnika cieplnego.

Chłodnica.
Cykl pracy silnika.
Druga zasada termodynamiki.
Zasada zachowania energii.

Zadanie

Obliczyć sprawność silnika cieplnego, jeżeli w ciągu jednego cyklu wykonał on pracę W i równocześnie przekazał do chłodnicy energię równą Q₂.

Rozwiązanie

Każdy silnik cieplny musi mieć grzejnicę - źródło energii wewnętrznej (przekazywanej w procesie cieplnego przepływu), chłodnicę - odbierającą energię wewnętrzną (w procesie cieplnego przepływu energii) i układ przetwarzający energię wewnętrzną w pracę mechaniczną.

Sprawność silnika cieplnego definiujemy jako iloraz otrzymanej pracy przez dostarczoną energięe wewnętrzną (w procesie cieplnego przepływu).

Oznacza to, że sprawność każdego silnika cieplnego jest mniejsza od jedności.

Rozwiązanie:

Sprawność silnika cieplnego obliczamy ze wzoru:

W idealnym silniku cieplnym spełniona jest zasada zachowania energii dla energii dostarczonej i otrzymanej w formie pracy mechanicznej i oddanej do chłodnicy.

Przykład 1.

Silnik wykonał w ciągu jednego cyklu pracę mechaniczną 5 kJ i oddał do chłodnicy 20 kJ energii w formie ciepła. Jaka jest sprawność takiego silnika?

Przykład 2.

Silnik wykonał w ciągu jednego cyklu pracę mechaniczną 15 kJ i oddał do chłodnicy 15 kJ energii w formie ciepła. Jaka jest sprawność takiego silnika?