Цикл Карно

1.

Цикл Карно: ключевые темы и
значение
Цикл Карно — идеальная модель
максимальной эффективности
преобразования тепла в работу.
сделано: Крутой Перец 10б класс

2.

Возникновение цикла Карно: исторические предпосылки
В 1824 году Сади Карно разработал модель цикла, отвечающую на вызовы повышения
эффективности паровых машин, заложив основу второго начала термодинамики и
теории тепловых двигателей.
2

3.

Определение цикла Карно
Цикл Карно представляет собой
Рабочее тело цикла проходит четыре
Эффективность цикла зависит лишь
идеализированный обратимый
стадии без энергетических потерь,
от температур горячего и холодного
термодинамический процесс,
что позволяет оценить теоретический
источников, не учитывая реальные
осуществляемый между двумя
предел эффективности тепловых
технологические ограничения.
тепловыми резервуарами для
машин.
максимизации полезной работы.
3

4.

Четыре этапа цикла Карно
Основные процессы и переходы между ними
4

5.

Как работает цикл Карно
Поступление теплоты от
горячего резервуара
Совершение механической
работы
Отдача теплоты холодному
резервуару
Рабочее тело принимает теплоту
Q1, сохраняя при этом постоянную
температуру T1, что предотвращает
тепловые потери и способствует
выполнению работы.
Часть энергии преобразуется в
работу за счёт расширения и сжатия
рабочего тела, что наглядно
отображается на pV-диаграмме
циклом замкнутых изотермических и
адиабатных процессов.
В конце цикла тепловая энергия Q2
передаётся холодному источнику
при температуре T2, обеспечивая
замкнутость процесса и подготовку
к следующему циклу.
5

6.

η = 1 - T2 / T1
Максимальный КПД ограничен
только температурой нагревателя
и холодильника, не превышая этой
теоретической границы.
Формула показывает, что
эффективность зависит от
разницы температур, а не от
специфики рабочего тела
или движка.
Основы термодинамики, классическая физика
6

7.

Зависимость КПД от температуры
Рост температуры нагревателя увеличивает
теоретический КПД, но невозможен
абсолютный переход тепла в работу.
Даже при высокой разнице температур КПД
всегда меньше 100% из-за физических
ограничений.
Термодинамические экспериментальные данные
7

8.

Идеальность цикла Карно и её значение
Цикл Карно задаёт максимальную возможную
эффективность всех тепловых машин, служа как
теоретический эталон для сравнения.
Реальные процессы неизбежно сопровождаются
потерями: внутренним трением, теплопередачей и
необратимыми изменениями.
Идеальность цикла связана с обратимостью
процессов, что невозможно достичь на практике, но
важно для понимания энергетических пределов.
Эта модель помогает исследовать, каким образом
снижаются потери и улучшается работа современных
двигателей.
8

9.

Сравнение КПД цикла Карно и реальных двигателей
Сопоставление теоретической
эффективности с достижимой на практике
показывает технологические ограничения.
Реальные машины всегда имеют КПД ниже
теоретического из-за неизбежных потерь и
технологических ограничений.
Анализ энергетических систем 2023
9

10.

Значение цикла Карно в
энергетике и науке
Цикл Карно служит фундаментом для понимания
пределов энергоэффективности и направляет
разработку более совершенных тепловых машин в
промышленности и науке.