Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия: Идеальный термодинамический цикл > Молекулярная физика и термодинамика
Образовательный студенческий форум > Физика > Молекулярная физика и термодинамика
Gjal
Существует множество термодинамических циклов, которые так или иначе являются частными случаями идеального цикла. Понятно, что чем ближе PV-диаграмма цикла к идеальному, тем больше совершаемая за цикл работа. Имеет ли практический смысл создание термодинамичеких машин, работающих по циклу, максимально приближенному к идеальному?

Более конкретно. На данный момент 99% всех реальных машин используют механику, работающую исключительно по гармоническому закону (или близко к нему). Допустим кто-либо создаст машину, в которой можно произвольно менять положение поршня в любой момент цикла, тем самым имея возможность контролировать один из основных термодинамических параметров - объем. Таким образом мы сразу же получаем возможность воспроизвести изохорную часть идеального цикла. Думаю что, тщательно рассчитав необходимые положения поршня, можно будет по крайней мере приблизительно воспроизвести и изобарную часть. Вопрос в том насколько это все целесообразно для практического использования? Есть ли реальные выгоды?
Phrep
Что вы называете идеальным циклом?
Gjal
Цикл из двух изобар и двух изохор.
Phrep
А что в нём такого идеального, что надо к нему стремиться?
Физики между собой называют идеальными совсем другие циклы.
Gjal
Насколько я понимаю, идеальным он считается по причине максимальной совершаемой работы при данных максимальных значениях давления и объема. А вопрос в том и состоит, насколько это практически выгодно добиваться максимального приближения рабочего цикла реальной машины к идеальному.
Этот же вопрос можно задать в отношении любого известного идеального цикла. Взять то Карно, Отто, Аткинсон, Стирлинг, Эриксон или даже регенеративный цикл Рэйлиса. Имеет ли практическую пользу приближение реальных политроп к идеальным изохорам, изобарам и изотермам?
Phrep
Цитата(Gjal @ 19.12.2008, 5:21) *
Насколько я понимаю, идеальным он считается по причине максимальной совершаемой работы при данных максимальных значениях давления и объема.
Это неверно. Уменьшение минимальных значений увеличивает работу.
Буду вам весьма признателен за ссылку на книгу, в которой проповедуется аналогичное понимание термина "идеальный цикл".
Цитата
А вопрос в том и состоит, насколько это практически выгодно добиваться максимального приближения рабочего цикла реальной машины к идеальному.
Ни на сколько. Чем точнее вы реализуете нарисованный на графике процесс, тем медленнее ему придётся протекать и, соответственно, тем меньше будет мощность двигателя.
Цитата
Этот же вопрос можно задать в отношении любого известного идеального цикла. Взять то Карно, Отто, Аткинсон, Стирлинг, Эриксон или даже регенеративный цикл Рэйлиса.
Из этих циклов идеален только Карно, да и то при некоторых условиях, которые обычно на практике не реализуются. Остальные - так, ерунда smile.gif Т.е. их создатели думали не об идеальности, а боле важных параметрах: размеры, мощность и т.п.
Цитата
Имеет ли практическую пользу приближение реальных политроп к идеальным изохорам, изобарам и изотермам?
Нет, не тратьте на это время. Его лучше потратить на изучение хорошей термодинамики.

Gjal
Цитата(Phrep @ 19.12.2008, 14:55) *

Это неверно. Уменьшение минимальных значений увеличивает работу.
Буду вам весьма признателен за ссылку на книгу, в которой проповедуется аналогичное понимание термина "идеальный цикл".

Так, по-моему мы где-то друг друга не понимаем. Работа за цикл есть интеграл PdV по замкнутому контуру. На PV-диаграмме это есть площадь фигуры, отображающей цикл. При заданных Pmax, Pmin, Vmax и Vmin наибольшей площадью будет обладать прямоугольник, ограниченный максимальными и минимальными значениями. Политропичная диаграмма, вписанная в эти значения, будет явно меньше, а соответственно и работа за цикл будет меньше. А ссылку на книгу дать не могу по причине отсутствия таковой. Это мы проходили по молекулярке на физфаке.
Цитата

Ни на сколько. Чем точнее вы реализуете нарисованный на графике процесс, тем медленнее ему придётся протекать и, соответственно, тем меньше будет мощность двигателя.

Вот данный вопрос мне не очень ясен. Почему процесс будет вынужден протекать медленно?
Цитата

Из этих циклов идеален только Карно, да и то при некоторых условиях, которые обычно на практике не реализуются. Остальные - так, ерунда smile.gif Т.е. их создатели думали не об идеальности, а боле важных параметрах: размеры, мощность и т.п.

А чем Карно идеален в сравнении с другими? Возможно в отношении этих циклов более правильным будет использование термина "идеализированный".
Цитата

Нет, не тратьте на это время. Его лучше потратить на изучение хорошей термодинамики.

Термодинамика она и в Африке термодинамика, ни плохая ни хорошая. Вот с пониманием у отдельных индивидов могут быть проблемы blush.gif Оно ведь как, вроде тему изучил, а пробелы где-то остались. И их еще обнаружить надо, а мозги уже ускакали в заоблачные дали полные идей типа: "А если реализовать такую штуку получится воооот такой офигенный эффект!" newconfus.gif
Приходится пересматривать все с азов и доставать понимающих людей тупыми вопросами.
Phrep
Цитата(Gjal @ 21.12.2008, 5:15) *
При заданных Pmax, Pmin, Vmax и Vmin наибольшей площадью будет обладать прямоугольник, ограниченный максимальными и минимальными значениями.
Про заданность минимальных значений раньше не говорилось. Или я прозевал.
Цитата
Политропичная диаграмма, вписанная в эти значения, будет явно меньше, а соответственно и работа за цикл будет меньше.
Почему процесс обязательно должен быть политропическим? Есть много разных процессов. Изохора и изобара тоже политропы.
Цитата
Почему процесс будет вынужден протекать медленно?
Процесс, у которого существует график, неизбежно квазистатический, т.е. газ по очереди проходит последовательность равновесных состояний, каждое из которых соответствует точке на этом графике. Всё это происходит бесконечно медленно, чтобы после каждого малого изменения равновесие успевало установиться. Все реальные процессы неквазистатические, они протекают с конечной скоростью и, строго говоря, им никакого графика не соответствует. Но приближённо многие из них можно нарисовать, т.к. равновесие обычно устанавливается быстро, а скорости всяческих поршней редко бывают сравнимы со скоростью звука. Как и любое приближение это привносит некоторую ошибку, но для инженерных расчётов это не очень важно, если она мала. Кроме того, обычно существует ещё несколько приближений, ошибка которых существенно больше.
Цитата
А чем Карно идеален в сравнении с другими?
Его КПД максимален при заданных температурах нагревателя и холодильника. Причина в том, что он обратим. Это единственный цикл, который можно провести обратимо, имея всего два нагревателя с постоянными температурами.
Почитайте книжки, там есть серьёзная красивая теория, связанная со вторым началом.
Цитата
Возможно в отношении этих циклов более правильным будет использование термина "идеализированный".
Нет. Терминология давно устоялась и менять её никто не собирается. Идеализированными будут все обсуждаемые циклы. Без идеализации вообще никакая физика невозможна.

Это текстовая версия — только основной контент. Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, нажмите сюда.
Русская версия Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.