Прямым циклом называется цикл, в результате осуществления которого получается положительная работа, передаваемая во внешнюю среду.

Теплоемкость идеального газа в изопроцессах

Адиабатический

В адиабатическом процессе теплообмена с окружающей средой не происходит, то есть . При изменении объема, температура и давление меняются, то есть . Следовательно, теплоемкость идеального газа в адиабатическом процессе также равна нулю: С_адиаб=0.

Изотермический

В изотермическом процессе постоянна температура, то есть . При изменении объема, газу передается (или отбирается) некоторое количество тепла. Следовательно, теплоемкость идеального газа стремится к бесконечности:

Изохорный

В изохорическом процессе постоянен объем, то есть . Элементарная работа газа равна произведению изменения объема на давление, при котором происходит изменение (δ A = δ VP). Первое Начало Термодинамики для изохорического процесса имеет вид:

А для идеального газа

Таким образом,

Где i – число степеней свободы частиц газа.

dU – изменение внутренней энергии газа;

∆Т – изменение температуры газа;

C_V – молярная теплоемкость в изохорном процессе;

R – универсальная газовая постоянная;

ϑ – отношение теплоемкостей в процессах с постоянным давлением и постоянным объемом.

Изобарный

В изобарном процессе ():

C_P=δQ/νΔT=C_V+R=((i+2)/2)*R

Графики изопроцессов в идеальном газе

Круговой процесс (цикл).

Циклом или круговым процессом называется совокупность термодинамических процессов, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в исходное состояние.

На рис. а в р, υ – к оординатах изображен произвольный цикл abсd. В процессе расширения abc рабочее тело совершает положительную работу l _р.

Величина площади fabce эквивалентна этой работе. После расширения рабочее тело возвращается в исходное состояние, изображаемое точкой а, процессом сжатия cda. Осуществление этого процесса требует подвода извне некоторого количества работы l _сж. Величина подводимой к рабочему телу работы изображается площадью ecdaf. Для получения положительной внешней работы l _ц, называемой работой цикла, необходимо, чтобы кривая, изображающая на р,υ -диаграмме процесс сжатия, располагалась ниже кривой, изображающей процесс расширения. Тогда

l _ц= l _р - l _сж

Прямым циклом называется цикл, в результате осуществления которого получается положительная работа, передаваемая во внешнюю среду.

Изменение состояния рабочего тела в прямом цикле, изображенном на р,υ -диаграмме рис. а, происходит по направлению движения часовой стрелки. Прямые циклы различных видов используются в тепловых двигателях, в которых теплота, подводимая к рабочему телу при сжигании топлива или каким-либо другим путем, преобразуется в полезную работу.

Обратным циклом называется цикл, в котором работа расширения l_р меньше работы сжатия l_сж, рис. б.

Видно, что состояние рабочего тела в обратном цикле, изображенном на р,υ -диаграмме, изменяется по направлению, противоположному движению часовой стрелки. Обратные циклы осуществляются в холодильных машинах, предназначен­ных для отвода тепла из отсеков, емкостей и т. д. Для приведения в действие холодильной машины требуется подвод внешней работы.

Цикл является обратимым, если он состоит только из обратимых термодинамических процессов. Если хотя бы один термодинамический процесс в цикле является необратимым, цикл также будет необратимым. Как указывалось выше, процессы, протекающие в реальных технических устройствах, необратимы. Следовательно, необратимы все циклы, реализуемые в тепловых машинах и холодильных установках.