Примеры применения цикла Карно




 

Как было показано выше цикл Карно является идеальным тепловым процессом. При определённых условиях и с известными оговорками данный процесс можно считать эталонным и по современной общепринятой классической теории недостижимым в реальных машинах. Т.е. по сути говоря, идеальный цикл Карно - перпетум мобиле (вечный двигатель) воторого рода. Вечный двигатель первого рода - это устройство нарушающее первый закон термодинамики, он же закон сохранения энергии, второго рода - устройство, нарушающее второй закон термодинамики (на данном этапе развития науки достаточно необоснован и выступает в роли постулата). Одна из формулировок такая: "Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему. "

Но основная ценность цикла Карно заключается в том, что по нему можно достаточно точно представить работу различных тепловых машин как прямого, так и обратного действия. Вычислимая модель для этого оказывается относительно простой и в большинстве случаев, для практического применения точности прогнозов, получаемой с её помощью, вполне достаточно.

Таким образом, то что в теоретическом аспекте оставляет ещё вопросы, в практическом применении оказывается весьма удобным инструментом. Можно рассчитать ориентировочное КПД применяемых тепловых машин.

Сконструировать двигатели, работающие по циклу Карно, практически невозможно: нет конструкционных материалов с совершенными теплоизоляционными и теплопередающими свойствами; движение поршней в цилиндрах происходит с трением и имеются потери, связанные с утечками газа. Однако наибольшие трудности возникают из-за малой разницы в углах наклона кривых, описывающих изотермические и адиабатические процессы в газе (например, в воздухе); вследствие этого ничтожно мала площадь, если только не используются давление в несколько миллионов атмосфер и ход поршня - несколько метров. При таких предельных параметрах двигатель становится громоздким, тяжелым и совершенно неспособным производить работу на преодоление собственного трения. Несмотря на невозможность практического использования, цикл Карно полезен для предварительного изучения работы любого двигателя. К тому же при некоторых изменениях, приводящих его к циклу Ренкина, цикл Карно является характерным для работы паро-жидкостных машин, таких как, например, поршневые паровые двигатели, паровые турбины и фреоновые холодильные установки.


Заключение

 

Одна из ценностей модели заключается в её простоте. Не исключаю возможности, что и с помощью понятия "теплорода" во времена Карно теоретически можно было объяснить физические явления, скажем с введением в систему дополнительных понятий, ограничений. Но в этом случае, как минимум, мы бы получили весьма сложную и запутанную модель. Есть мнение, что чем труднее модель, тем лучше развивается мозг, скажем, многие приводят пример китайского иероглифического письма. Дескать, язык сложный, поэтому у китайцев лучше развивается мозг и они более предрасположены к различным изобретениям. Ну во-первых, весьма спорны моменты истории с различными "китайскими" изобретениями, как и сама "многотысячелетняя" история Китая. Во-вторых, китайское иероглифическое письмо и китайский язык несколько разные вещи, сам язык можно отнести к развивающемуся на интонационной стадии, да собственно и письмо весьма чётко обозначает тенденции перехода на азбучное от иероглифического от соответственно предшествовавшего ему рунического. Помимо этого имеются ещё соображения, что так или иначе модели должны упрощаться, в зависимости, естественно от решаемых задач, иначе можно просто "забуксовать и утонуть" в сложнейших вычислениях. Как и с китайским письмом - тратить время на попытки изложить новые явления ограниченным количеством имеющихся иероглифов, вместо попыток вникнуть в суть явлений. Не зря же существует фразеологизм - "китайская грамота".

Основная заслуга Карно и затем его последователей состоит в продвижении построения моделей термодинамических процессов, в становлении молекулярно-кинетической теории. С помощью данной теории стало возможно объяснение многих процессов, построение тепловых машин на основе открытых закономерностей. И хотя она не смогла объяснить многие феномены окружающего мира, для данного времени явилась прорывной.

Даже если впоследствии будут выдвинуты более точные теории, описывающие процессы окружающего мира, для частного моделирования вполне возможно останется достаточным предложенные в своё время теоремы Карно. Как к примеру в каких-то моделях вполне достаточно Ньютоновской механики без применения релятивистских и прочих теорий, т.е. когда можно пренебречь какими-то параметрами.

Тем не менее вполне возможно, что мы станем свидетелями становления новых, либо уточнения имеющихся физических воззрений, как скажем возможно на смену молекулярно-кинетической теории объяснения тепловых процессов придёт теория электромагнитная, согласно которой тепло - такое же электромагнитное поле. Ведь молекулярно-кинетическая теория при всём уважении смогла обосновать передачу тепловой энергии только посредством теплопроводности, а ещё имеется конвекция и излучение.


Литература

 

1) Физический смысл адиабатных процессов. П.И. Дубровский., статья в Интернете.

) Курс физики: Учеб. Пособие для вузов / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002. - 718с.: ил.

) Большая Советская Энциклопедия (в 30 томах). Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е. М., "Советская Энциклопедия". 1976. Т. 25 - Струнино - Тихорецк. 1976. 600 с. с ил. 27 л. ил., 3 л. карт.

) Большая Советская Энциклопедия (в 30 томах). Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е. М., "Советская Энциклопедия". 1973. Т. 11 Италия - Кваркуш. 1973.608 с. с ил. 27 л. ил., 12 л. карт., 1 карта вкладка



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-07-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: