Тепловые двигатели и холодильные машины

Тепловой двигатель - это периодически действующий двигатель, совершающий работу за счет полученной извне теплоты.

Термостатом называется термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами практически без изменения собственной температуры.

Рабочее тело - это тело (газ или пар), совершающее круговой процесс и обменивающееся энергией с другими телами.

Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой , называемого нагревателем, за цикл отнимается количе­ство теплоты , а термостату с более низкой температурой , называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты . При этом рабочее тело расширяется и совершает работу (рис.18).

Термический КПД двигателя:

Чтобы КПД был равен 1, необходимо, чтобы , а это запрещено

вторым началом термодинамики.

Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине: от термостата с более низкой температурой за цикл отнимается количество теплоты и отдается термостату с более высокой температурой . При этом или .

Количество теплоты , отданное системой термостату , больше количества теплоты , полученного от термостата , на величину работы, совершенной над системой.

Эффективность холодильной машины характеризует холодильный коэффициент - отношение отнятой от термостата с более низкой температурой количества теплоты к работе , которая затрачивается на приведение холодильной машины в действие:

.