Цикл Карно Опции

[Dachnik]

Карно рассматривал переход тепловой энергии в механическую в тепловой газовой машине.
При этом он применял газовые законы для идеального газа и законы механики Ньютона.
при нормальных условиях.
Атмосферное давление в атмосфере и в цилиндре 1,033 кГ/см² 760 мм р.с.
Начальная температура 273^оК
Как он излагал свой принцип такого перехода, в первоисточниках не найти, но конечно использовал газовые законы и механику Ньютона.
То, что толкователи на форумах и Википедии лепят галиматью, очевидно.

Карно мог рассматривать цилиндр с поршнем. Под поршнем неизменной количество идеального газа.
Сухой воздух мало отличается от идеального газа, на нем и выводились газовые законы.
Массовая удельная теплоемкость сухого воздуха равна 1,1 кДж/(кг-К)
Один кубометр сухого воздуха весит 1,29 кГ Масса 1,29/9,81 = 0,135 кг
Черным шрифтом цитаты из справочников.

Берем моль газа 22,414 литра = 0,0224 метр³
Площадь поршня S = 0,01 метр²
Половина хода поршня S = V/S = 0,0112/0.01 = 1,12 метр.
Избыточное давление в цилиндре меняется от 0 до 1,033 кГ/см²
Давление на поршень F = P*S = 1,033*100 = от 0 до 103,3 кГ.
Работа 0,5*103,3*1,12 = 58 кГм = 567 джоуль
Вес газа 1,29*0,0224 = 0,028896 кГ
Масса 0,028896 кГ/9,81 = 0,00294 кг
0,00294*1000*273 = 804 джоуль
КПД = 567/804 * 100 = 70,5%

Беру стальной рельс. Вес 75 кГ/метр Масса 7,64 кг/метр Площадь сечения 95 см2
Температурные напряжения в стальном рельсе 25 кГ/см² градус.
При нагревании от 0 до 100оС Давление от 0 до 25*95 *100 = 237500 кГ
Коэффициент линейного расширения стали. 11,8*10^-6 1/градус

Один метр удлинится на 1 метр *11,8*10^-6 1/градус*100 = 0,00118 метр
Работа 0,5*237500 кГ*= 0,00118 метр = 140 кГм = 1374 джоуль

Теплоемкость рельсовой стали 0,502 кДж/кг. градус
Количество тепла 0,502 кДж/кг.гр = 0,502*1000*7,64 кг*100 гр = 383528 джоуль
КПД = 1374 / 383528 *100 = 0,358%

В цикле Карно три такта.

Первый такт.
Внешний неограниченный источник удваивает температуру и давление на поршень.
Количество тепла 804 джоуль

Второй такт.
Поршень смещается, давление и температура падают., для сохранения давления и температуры, в цилиндр подается еще 804 джоуль
Давление на поршень F = P*S = 1,033*100 = 103,3 кГ.
Работа 103,3*1,12 = 117 кГм = 1135 джоуль

Третий такт
Все добавленное тепло уходит в холодильник. Система приходит в исходное состояние.
Всего добавлено тепла 1608 длоуль
Полезная работа 1135 джоуль
КПД 1135/1608 *100 = 70,5%

[Dachnik]

Этот скан из английского учебника размещен у соседей в теме Термодинамика.
Очередная аглицкая дурка.

Уравнение Клапейрона-Менделеева P*V = R*T в цикле Карно не при делах. Оно показывает рост внутренней энергии идеального газа при увеличении температуры.

" P*V = R*T формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид: где. — давление, — молярный объём, — универсальная газовая постоянная (R = 8,3144598(48) Дж⁄(моль∙К).

Для одного моля газа в нормальных условиях P*V = R*T
Р = 10330 кГ/метр² 760 мм р.с.
V = моль газа 22,414 литра = 0,0224 метр³

P*V*g = 10330 * 0,0224 *9.81 = 2269,9 джоуль

R*T = 8.31446.....*273 = 2269,9 джоуль


P = RT/V Переменная тут температура Т. Интегрировать надо не по dV, а dT
Избыточное давление на поршень
[dmath] \int_T^{2T} \frac {R}{V} dT = P [/dmath]
Это уравнение первого такта.

Во втором такте, при постоянном давлении работа равна давлению на перемещение поршня
A = P*S