Obieg termodynamiczny
Cykl termodynamiczny to seria procesów termodynamicznych, które przywracają układ do stanu początkowego. Właściwości zależą tylko od stanu termodynamicznego i dlatego nie zmieniają się w cyklu. Zmienne takie jak ciepło i praca nie są zerowe w cyklu, ale raczej zależą od procesu. Pierwsze prawo termodynamiki mówi, że ilość ciepła netto na wejściu jest równa ilości pracy netto na wyjściu w dowolnym cyklu. Powtarzający się charakter ścieżki procesu pozwala na ciągłe działanie, czyniąc cykl ważnym pojęciem w termodynamice.
Jeśli proces cykliczny porusza się wokół pętli zgodnie z ruchem wskazówek zegara, to reprezentuje on silnik cieplny, a W będzie dodatnie. Jeśli porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, wówczas reprezentuje pompę ciepła, a W będzie ujemne.
Przykład wykresu P-V cyklu termodynamicznego.
Klasy
Dwie podstawowe klasy cykli termodynamicznych to cykle energetyczne i cykle pomp ciepła. Cykle energetyczne to cykle, które zamieniają pewne ciepło wejściowe na pracę mechaniczną wyjściową, podczas gdy cykle pomp ciepła przenoszą ciepło z niskich do wysokich temperatur za pomocą pracy mechanicznej.
Termodynamiczne cykle energetyczne
Termodynamiczne cykle energetyczne są podstawą działania silników cieplnych, które dostarczają większość energii elektrycznej na świecie i napędzają prawie wszystkie pojazdy mechaniczne. Cykle energetyczne można podzielić ze względu na rodzaj silnika cieplnego, który mają modelować. Najpopularniejsze cykle, które modelują silniki spalinowe to cykl Otto, który modeluje silniki benzynowe i cykl Diesla, który modeluje silniki wysokoprężne. Cykle modelujące silniki o spalaniu zewnętrznym obejmują cykl Braytona, który modeluje turbiny gazowe, oraz cykl Rankine'a, który modeluje turbiny parowe.
Schemat silnika cieplnego.
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest cykl termodynamiczny?
O: Cykl termodynamiczny to seria procesów termodynamicznych, które przywracają system do stanu początkowego.
P: Czy właściwości zmieniają się w cyklu termodynamicznym?
O: Nie, właściwości zależą tylko od stanu termodynamicznego, a zatem nie zmieniają się w trakcie cyklu.
P: Czy ciepło i praca wynoszą zero w cyklu termodynamicznym?
O: Nie, ciepło i praca nie są zerowe w cyklu, ale zależą od procesu.
P: Co dyktuje pierwsza zasada termodynamiki w cyklu?
O: Pierwsza zasada termodynamiki mówi, że ilość ciepła netto jest równa ilości pracy netto wykonanej w danym cyklu.
P: Dlaczego cykl jest ważnym pojęciem w termodynamice?
O: Powtarzający się charakter ścieżki procesu pozwala na ciągłą pracę, dzięki czemu cykl jest ważną koncepcją w termodynamice.
P: Co oznacza cykl termodynamiczny zgodny z ruchem wskazówek zegara?
O: Jeśli proces cykliczny porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół pętli, to reprezentuje on silnik cieplny, a W będzie dodatnie.
P: Co reprezentuje cykl termodynamiczny przeciwny do ruchu wskazówek zegara?
O: Jeśli porusza się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, to reprezentuje pompę ciepła, a W będzie ujemne.
