Цикл отопления идеального газа
Шаг 1: Изобарическое сжатие (1-2)
* Давление: P1 = P2
* Объем: V1 > V2
* Работа: W12 = P1(V2 — V1)
Шаг 2: Изохорный нагрев (2-3)
* Объем: V2 = V3
* Работа: W23 = 0
Шаг 3: Изобарическое расширение (3-4)
* Давление: P3 = P4
* Объем: V3 < V4
* Работа: W34 = P3(V4 - V3)
Шаг 4: Изохорное охлаждение (4-1)
* Объем: V4 = V1
* Работа: W41 = 0
Теплоподвод (Q)
* Количество тепла, подаваемого в цикл: Q = U23 + U34
* U23 - внутренняя энергия, добавляемая при изохорном нагреве
* U34 - внутренняя энергия, добавляемая при изобарическом расширении
Теплоотдача (W)
* Количество тепла, отдаваемого циклом: W = Q - (W12 + W34)
КПД (η)
* КПД цикла отопления: η = W / Q
Расчет КПД
КПД идеального цикла отопления определяется выражением:
η = 1 - (T1 / T3)
где:
* T1 - температура в начале сжатия (точка 1)
* T3 - температура в конце расширения (точка 3)
Пример
Рассмотрим идеальный газовый цикл отопления с начальной температурой T1 = 300 К и конечной температурой T3 = 600 К.
* КПД: η = 1 - (300 / 600) = 0,5
* Теплоподвод: Q = 1000 Дж
* Теплоотдача: W = 500 Дж
* Работа: W12 + W34 = 500 Дж
Примечание:
* Цикл отопления идеального газа является теоретическим и не учитывает потери в реальных системах.
* КПД реальных циклов отопления обычно ниже, чем у идеальных циклов.