Принцип Карно

Замечательный немецкий физик Р. Клаузиус описал принцип Карно простой математической формулой, ставящей КПД любой тепловой машины в зависимость от температуры используемого ею рабочего вещества. Он возвел принцип Карно в роль второго начала термодинамики, приблизив его по значению к Первому началу термодинамики. Этот фундаментальный закон сохранения энергии был установлен после смерти Карно, но до того, когда ученые осознали важность его работы.

Принцип Карно указал единственно верное направление совершенствования тепловых машин. Все усилия конструкторов сосредоточились на увеличении исходной температуры и уменьшении температуры, при которой заканчивался рабочий цикл. В результате были созданы системы с перегревом пара, котлы и машины высокого и сверхвысокого давления, работающие при температурах, превышающих 500°. Затем были изобретены двигатели внутреннего сгорания, в которых топливо сгорает непосредственно в цилиндре над поршнем. Это устранило потерн, вызванные ограниченной эффективностью котлов и топок. Наконец, возникли газовые турбины, объединившие преимущества паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Предельная эффективность газовых турбин зависит, по существу, от свойств материалов, из которых изготавливаются лопатки, работающие при температурах, близких к красному калению.

Принцип Карно применим не только к тепловым двигателям, но и к любым тепловым машинам, в частности к полупроводниковым генераторам электрического тока. К холодильникам и кондиционерам. Мы еще будем обсуждать некоторые из этих проблем.

Основываясь на принципе Карно, инженеры строили все более мощные паровые машины. Но вновь случилось неожиданное: чем мощнее они становились, тем менее надежно работали. Инженеры принимали меры, чтобы тщательно изготавливать все детали, особенно такие ответственные, как центробежные регуляторы машин. Что же тормозило прогресс?

Технологии производства автомобилей:
© 2009-2013 Все права защищены и принадлежат их владельцам. [+]