Подогрев для двигателя: какой подогреватель лучше :: Autonews — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Kia Sportage 2022 — Комплектации и цены Киа Спортейдж 2022 в России

Опции

Пакет «Теплые опции»

Подогрев форсунок омывателя лобового стекла
Электрообогрев лобового стекла
Боковые зеркала заднего вида с электрорегулировкой и подогревом
Подогрев передних сидений
Подогрев задних сидений
Подогрев рулевого колеса
Дополнительный электрический отопитель салона (исключая Classic Механика)

Экстерьер

Легкосплавные диски 18″ с шинами 235/60 R18
Легкосплавные диски 17″ с шинами 235/65 R17
Легкосплавные диски 19″ с шинами 235/55 R19
Рефлекторные светодиодные фары
Проекционные светодиодные фары
Светодиодные противотуманные фары
Светодиодные задние фонари
Решётка радиатора с отделкой чёрным глянцем
Рейлинги на крыше
Тонировка стекол задних дверей и стекла пятой двери

Интерьер

Внутренние дверные ручки с отделкой матовым хромом
Рулевое колесо и ручка селектора трансмиссии с отделкой кожей**
Сиденья с отделкой тканью
Сиденья с отделкой искусственной кожей
Сиденья с комбинированной кожаной отделкой и замшей*
Передняя панель с отделкой вставками под металл
Передняя панель с отделкой вставками с изящным узором из тонких линий
Передняя панель с отделкой вставками с техническим узором под карбон
Передняя панель и двери с отделкой вставками под текстуру дерева
Дверные панели с отделкой искусственной кожей
Панорамная крыша и люк с электроприводом
Светодиодное внутреннее освещение
Контурная подсветка интерьера
Металлические накладки на педали и пороги

Безопасность

Система управления тягой в поворотах ATCC (только Полный привод)
Запасное колесо временного использования
Полноразмерное легкосплавное запасное колесо

Современные системы помощи водителю DRIVE WISE

Интеллектуальный круиз-контроль (SCC) c функцией Stop&Go
Система предотвращения фронтального столкновения (FCA) (уровень распознавания: автомобиль/пешеход/велосипедист)
Система предотвращения столкновения при повороте на перекрестке (FCA-JT)
Система предупреждения о столкновении с автомобилем в слепой зоне (BCW)
Система предупреждения бокового столкновения при выезде с парковки задним ходом (RCCW)
Система безопасного выхода из автомобиля (SEW)
Камеры, отображающие слепые зоны на панель приборов (BVM)
Система предотвращения выезда из полосы движения (LKA)
Ассистент движения в полосе (LFA)
Система предотвращения столкновения при выезде с парковки задним ходом (PCA)
Система предотвращения столкновения с автомобилем в слепой зоне (BCA)
Система предотвращения бокового столкновения при выезде с парковки задним ходом (RCCA)
Система контроля внимания водителя (DAW)
Ассистент управления дальним светом (HBA)
Предупреждение о начале движения впередиидущего автомобиля (LVDA)
Интеллектуальный ограничитель скорости (ISLA)

Комфорт

Кондиционер (только Classic Механика)
Двухзонный климат-контроль
Электрорегулировка поясничного подпора сиденья водителя
Электрорегулировка сиденья водителя в 10 направлениях
Электрорегулировка сиденья переднего пассажира в 8 направлениях
Память настроек водительского сиденья
Вентиляция передних сидений
Система бесключевого доступа Smart Key и запуск двигателя кнопкой
Дистанционный запуск двигателя с ключа
Интеллектуальная система открывания багажника c электроприводом
Приборная панель Supervision c цветным дисплеем 4. 2» и цифровыми шкалами
Цифровая приборная панель Supervision 12.3″
Камера заднего вида
Система кругового обзора с 4 камерами (SVM)
2 разъёма USB-C второго ряда сидений для зарядки мобильных устройств
Беспроводная зарядка для мобильных устройств
Передние стеклоподьемники c функцией Auto
Салонное зеркало заднего вида с автоматическим затемнением
Датчик света
Датчик дождя (исключение Classic MT)
Электрический стояночный тормоз (EPB) с функцией автоматического удержания (Auto Hold)
Электропривод складывания боковых зеркал заднего вида
Задние датчики парковки
Передние датчики парковки
Электронный селектор трансмиссии (Shift by Wire)
Подрулевые «лепестки» переключения передач
Принудительная активация системы полного привода AWD Lock (только 2. 0 Полный привод)
Система выбора режима движения Drive Mode Select (только Автомат)
Система адаптации к дорожным условиям (Terrain Mode Select) (только 2.5л)
Круиз-контроль с ограничителем скорости

Мультимедиа

Мультимедиа 8″ с поддержкой Apple Carplay и Android Auto
Телематические сервисы Kia Connect*
Навигационная система 12.3″ с поддержкой Apple Carplay и Android Auto
Премиальная аудиосистема Harman Kardon c 8 динамиками, сабвуфером и внешним усилителем
Аудиосистема с 6 динамиками

Телематика Kia Connect

Дистанционный запуск двигателя
Дистанционная активация климат-контроля
Управление обогревами (руль, зеркала, заднее стекло)
Управление обогревами (лобовое стекло)
Управление обогревом сидений
Управление вентиляцией сидений
Дистанционное открытие/закрытие дверей
Управление аварийным сигналом
Управление звуковым сигналом
Уведомления о срабатывании штатной сигнализации
Дистанционная система кругового обзора
Поделиться авто / запросить доступ
Уведомления о незакрытых дверях
Текущая геолокация автомобиля
Автономный режим
«Гостевой» режим
Информация о пробках
Построение маршрута с учетом пробок
Информация о скоростных камерах
Информация о парковках
Отправка точки назначения из приложения в навигационную систему
Привязка календаря в смартфоне к аккаунту Kia Connect
Поиск пунктов повышенного интереса (POI)
Информация об остатке топлива и поиск ближайшей AЗС
Информация о погоде
Маршрут до точки назначения
Настройка персонального профиля водителя
Поиск ближайшего сервиса
Информация о спортивных событиях
Распознавание голосовых команд (Voice recognition)
Статус систем транспортного средства
Обновление статуса систем транспортного средства
Информация об использовании автомобиля другим водителем
Информация о работе на холостом ходу
Уровень топлива
Отображение информации о неисправностях
Статистика
Автоматическая или принудительная диагностика систем автомобиля
Уведомление о разрядке аккумулятора автомобиля

Пакеты Style / X-Line

Внедорожный дизайн внешних элементов отделки (накладки на бамперы, боковые модинги)
Решётка радиатора дизайна «X-Line»
Чёрные рейлинги на крыше
Боковые зеркала заднего вида с отделкой чёрным глянцем
Обивка потолка и стоек чёрной тканью
Линия остекления с отделкой чёрным глянцем

Комплектации и цены Kia Seltos 2021-2022 – Стоимость нового Киа Селтос на официальном сайте Kia в России

Двигатель

1. 6 MPI / 121 л.с. / Бензин
1.6 MPI / 123 л.с. / Бензин
2.0 MPI / 149 л.с. / Бензин
1.6 T-GDI / 177 л.с. / Бензин

Коробка передач

Механика
Автомат
Робот
Вариатор

Привод

Передний
Полный

Комплектация

Classic
Comfort
Luxe
Style
Prestige
Premium
Premium+

Стоимость, Р

Опции

Пакет «Теплые опции»

Подогрев передних сидений
Подогрев задних сидений
Подогрев рулевого колеса
Электрообогрев лобового стекла
Подогрев форсунок омывателя лобового стекла
Боковые зеркала заднего вида с электрорегулировкой и подогревом
Дефлекторы обдува для пассажиров второго ряда

Экстерьер

Легкосплавные диски 16″ с шинами 205/60 R16
Стальные диски 16″ с декоративными колпаками и шинами 205/60 R16
Легкосплавные диски 17″ с шинами 215/55 R17
Легкосплавные диски 18″ с шинами 235/45 R18
Решётка радиатора с отделкой чёрными глянцевыми вставками
Внешние дверные ручки с отделкой хромом
Проекционные галогеновые фары
Светодиодные фары
Светодиодные дневные ходовые огни
Противотуманные фары
Светодиодные противотуманные фары
Светодиодные задние фонари
Светодиодные (LED) габаритные огни
Люк с электроприводом
Двухцветная окраска кузова (опционально)
Рейлинги на крыше

Интерьер

Передняя панель с отделкой вставками серого цвета
Передняя панель с отделкой чёрными глянцевыми вставками
Передняя панель с отделкой вставками с имитацией прострочки
Рулевое колесо и ручка селектора трансмиссии с отделкой кожей*
Сиденья с отделкой тканью
Сиденья с комбинированной отделкой искусственной кожей и тканью
Сиденья с отделкой искусственной кожей
Полка багажного отделения
Светодиодное внутреннее освещение
Декоративная подсветка интерьера

Безопасность

Фронтальные подушки безопасности
Передние боковые подушки и шторки безопасности
Запасное колесо временного использования
Полноразмерное запасное колесо

Современные системы помощи водителю DRIVE WISE

Интеллектуальный круиз-контроль (SCC) c функцией Stop&Go
Система предотвращения выезда из полосы движения (LKA)
Ассистент движения в полосе (LFA)
Система предотвращения столкновения с автомобилем в слепой зоне (BCA)
Система предотвращения бокового столкновения при выезде с парковки задним ходом (RCCA)
Система контроля внимания водителя (DAW)
Система предотвращения фронтального столкновения с функцией предупреждения столкновения при повороте на перекрестке (FCA-JT)
Предупреждение о начале движения впередиидущего автомобиля (LVDA)
Система безопасного выхода из автомобиля (SEW)

Комфорт

Датчик света

Датчик дождя
Вентиляция передних сидений
Электрорегулировка передних сидений в 8 направлениях
Электрорегулировка поясничного подпора сиденья водителя
Сдвигающийся передний подлокотник c боксом
Задний центральный подлокотник с подстаканниками
Бескаркасные стеклоочистители «Aero Blade»
Стеклоподъёмник водителя с функцией Auto
Система выбора режима движения (Drive Mode Select)
Салонное зеркало заднего вида с автоматическим затемнением
Система бесключевого доступа Smart Key и запуск двигателя кнопкой
Кондиционер
Климат-контроль
Электропривод складывания боковых зеркал заднего вида
Задние датчики парковки
Передние датчики парковки
Камера заднего вида
Приборная панель Supervision c дисплеем 3.
5»
Приборная панель Supervision c цветным дисплеем 7»
Проекционный экран (HUD)
Электрический стояночный тормоз (EPB)
Круиз-контроль

Мультимедиа

Аудиосистема с 6 динамиками
Мультимедиа 8» с 6 динамиками, поддержкой Apple Carplay и Android Auto
Навигационная система 10,25» с поддержкой Apple Carplay и Android Auto
Премиальная аудиосистема Bose с 8 динамиками, сабвуфером и внешним усилителем
Дополнительный разъём USB для зарядки мобильных устройств в центральной консоли
Беспроводная зарядка для мобильных устройств
Bluetooth для подключения мобильных устройств
Разъём USB второго ряда сидений для зарядки мобильных устройств

Classic

1 959 900 ₽

Выбрать

Classic

1 999 900 ₽

Выбрать

Comfort

2 029 900 ₽

Выбрать

Comfort

2 069 900 ₽

Выбрать

Comfort

2 099 900 ₽

Выбрать

Comfort

2 149 900 ₽

Выбрать

Luxe

2 184 900 ₽

Выбрать

Style

2 224 900 ₽

Выбрать

Luxe

2 224 900 ₽

Выбрать

Luxe

2 254 900 ₽

Выбрать

Luxe

2 264 900 ₽

Выбрать

Style

2 294 900 ₽

Выбрать

Style

2 304 900 ₽

Выбрать

Style

2 374 900 ₽

Выбрать

Prestige

2 424 900 ₽

Выбрать

Prestige

2 434 900 ₽

Выбрать

Prestige

2 504 900 ₽

Выбрать

Prestige

2 694 900 ₽

Выбрать

Premium

2 714 900 ₽

Выбрать

Premium

2 904 900 ₽

Выбрать

Premium+

2 924 900 ₽

Выбрать

Пакет «Теплые опции»

Экстерьер

Интерьер

Безопасность

Современные системы помощи водителю DRIVE WISE

Комфорт

Мультимедиа

Цвета кузова

Варианты интерьера

Технические характеристики

1. 6 MPI

1.6 MPI

2.0 MPI

1.6 MPI

2.0 MPI

1.6 MPI

2.0 MPI

1.6 MPI

2.0 MPI

1.6 T-GDI

2.0 MPI

1.6 T-GDI

123

121

123

121

149

121

149

121

149

121

149

177

149

177

151

148

151

148

180

148

180

148

180

148

180

265

180

265

Бензин

Механика (6MT)

Автомат (6AT)

Механика (6MT)

Автомат (6AT)

Механика (6MT)

Автомат (6AT)

Механика (6MT)

Вариатор (IVT)

Автомат (6AT)

Вариатор (IVT)

Автомат (6AT)

Вариатор (IVT)

Автомат (6AT)

Вариатор (IVT)

Робот (7DCT)

Вариатор (IVT)

Робот (7DCT)

Передний

Полный

Передний

Полный

Передний

Полный

Передний

Полный

Передний

Полный

12,2

12,3

12,2

12,3

12,9

12,6

12,3

12,9

9,6

12,6

9,6

12,6

10,4

9,6

12,6

10,4

8,4

10,4

8,4

6,9

7,4

6,9

7,4

7,8

8,0

7,4

7,8

6,8

8,0

6,8

8,0

7,3

6,8

8,0

7,3

7,6

7,3

7,6

Спецификация

THW5D2617

THW5D261F

THW5D2617

THW5D261F

THW5D2618

THW5D261G

THW5D261F

THW5D2618

THW52G61V

THW5D261G

THW52G61V

THW5D261G

THW52G61Q

THW52G61V

THW5D261G

THW52G61Q

THW5D2G1X

THW52G61Q

THW5D2G1X

D00W

D187

D188

D189

D190

G710

G711

G712

G710

G713

G711

G714

G717

G716

G715

G718

G719

G709

2022

Запись на тест-драйв Кредит Заявка дилеру

6.

1 Тепловой двигатель. Введение в инженерную термодинамику

Перейти к содержанию

6. Энтропия и второй закон термодинамики

Тепловая машина представляет собой непрерывно работающее устройство, которое производит работу путем передачи тепла от (высокотемпературного тела) к (низкотемпературному телу) с помощью рабочего тела. В цикле теплового двигателя рабочее тело может оставаться однофазным или претерпевать фазовые изменения.

Паровой двигатель — тип теплового двигателя, обычно используемый на паровых электростанциях. Он работает по циклам Ренкина и использует воду в качестве рабочей жидкости. Мы будем использовать паровой двигатель, чтобы проиллюстрировать, как тепло преобразуется в работу в тепловых двигателях. Типичная паровая машина состоит из четырех основных компонентов: котла, турбины, конденсатора и насоса, как показано на рис. 6.1.1. 9Диаграмма 0013 T-s на рис. 6.1.2 иллюстрирует четыре процесса в цикле Ренкина:

Вода при низком давлении и низкой температуре (состояние 1) подается насосом в котел. Насос потребляет мощность, [latex]\dot{W}_{pump}[/latex], чтобы поддерживать непрерывную подачу воды в котел при увеличении давления воды, поступающей в котел (состояние 2). Процесс 1-2 можно считать адиабатическим.
В котле жидкая вода поглощает тепло [латекс]\dot{Q}_{H}[/латекс] от внешнего источника тепла и превращается в высокотемпературный пар высокого давления (состояние 3). Падение давления в котле обычно незначительно; поэтому процесс 2—3 можно считать изобарным.
Затем высокотемпературный пар высокого давления расширяется в турбине, заставляя турбину непрерывно вращаться и таким образом вырабатывая механическую энергию [латекс]\dot{W}_{турбина}[/латекс]. В процессе расширения температура и давление пара уменьшаются. Следовательно, пар, выходящий из турбины (состояние 4), становится низкотемпературной двухфазной смесью низкого давления. Процесс 3-4 можно считать адиабатическим.
Пар, выходящий из турбины, затем поступает в конденсатор и конденсируется в насыщенную или сжатую жидкость (состояние 1). Во время этого процесса из пара отводится тепло [латекс]\dot{Q}_{L}[/латекс]. Падение давления в конденсаторе обычно незначительно; следовательно, процесс 4-1 можно считать изобарным.

Рисунок 6.1.1 Цикл Ренкина Рисунок 6.1.2 T-s диаграмма цикла Ренкина

На рис. 6.1.3 представлена упрощенная схема анализа сохранения энергии в тепловых двигателях. Применяя первый закон термодинамики к циклу, мы можем написать

[латекс]\dot{Q}_{H} — \dot{Q}_{L} = \dot{W}_{турбина} — \dot{W}_{насос} = \dot{W}_ {сеть, выход} [/латекс]

Очевидно, что тепло, удаляемое конденсатором, [латекс]\точка{Q}_L[/латекс], не может быть преобразовано в полезную работу. это отходы d для того, чтобы завершить цикл. Другими словами, тепловая машина не может преобразовать все тепло, подводимое источником тепла (например, котлом), в полезную работу даже в идеальных условиях. Тепловой КПД — это безразмерный параметр, используемый для измерения производительности тепловой машины.

[латекс]\eta_{th}=\displaystyle\frac{требуемый\выход}{требуемый\вход}=\frac{{\dot{W}}_{net,\out}}{{\dot{Q} }_H}=1-\frac{{\dot{Q}}_L}{{\dot{Q}}_H}[/latex]

где

[латекс]\dot{Q}_H[/латекс]: теплота, поглощаемая источником тепла, в кВт

[latex]\dot{Q}_L[/latex]: тепло, отводимое радиатору, кВт

[latex]\dot{W}_{net,\ out}[/latex]: полезная мощность тепловой машины, кВт

[латекс]\eta_{th}[/латекс]: тепловой КПД тепловой машины, безразмерный

Рисунок 6.1.3 Схема тепловой машины

На рисунках 6.1.e1 и 6.1.e2 показан цикл Ренкина, состоящий из двухступенчатой паровой машины и подогревателя питательной воды. Паровая машина обведена красными контурами на рис. 6.1.e1. Две ступени турбины обозначены как HE1 и HE2 соответственно. На этапе 1 пар поглощает тепло [латекс]\dot{Q}_H[/латекс] из котла и вырабатывает энергию [латекс]\точка{W}_{1}[/латекс]. Часть выхлопного пара со ступени 1 затем поступает на ступень 2, дополнительно вырабатывая энергию [латекс]\dot{W}_{2}[/латекс]. Оставшийся отработавший пар 1-й ступени используется для предварительного подогрева питательной воды. Если тепловой КПД двух ступеней турбины равен [латекс]\эта_{th,1}[/латекс] и [латекс]\эта_{th,2}[/латекс], каков общий тепловой КПД цикла как функция [латекс]\эта_{й,1}[/латекс] и [латекс]\эта_{й,2}[/латекс]? Предположим 90% выхлопного пара, выходящего из ступени 1, поступает во 2-ю ступень и вырабатывает энергию, [латекс]\dot{W}_{2}[/латекс].

Рисунок 6.1.e1 Двухступенчатая паровая турбина с подогревателем питательной воды Рисунок 6.1.e2 Схема двухступенчатой тепловой машины

Тепловой КПД4 первую и вторую ступени паровой турбины можно записать как

[латекс]\eta_{th,1} = \dfrac{\dot{W}_{1}}{\dot{Q}_{H}}[ /латекс] [латекс]\eta_{th,2} = \dfrac{\dot{W}_{2}}{\dot{Q}_{M}}[/latex]

Желаемая мощность цикла — это общая мощность, вырабатываемая турбиной, а требуемая энергия поступает от котла; следовательно,

[латекс]\eta_{th} = \dfrac{\dot{W}_{tot}}{\dot{Q}_{H}}=\dfrac{\dot{W}_{1} + \dot{W}_{2}}{\dot{Q}_{H}}[/latex]

Примените первый закон термодинамики к первой стадии, HE1. Обратите внимание, что 90% отработанного пара из 1-й ступени поступает во 2-ю стадию; следовательно,

[латекс]\dot{Q}_{M} + \dot{Q}_{Нагреватель} = \dot{Q}_{H} — \dot{W}_{1}[/latex]

[латекс]\dot{Q}_{M} = 0,9 (\dot{Q}_{H} — \dot{W}_{1})[/latex]

Объедините приведенные выше уравнения и переставить

[латекс]\begin{align*} \because\eta_{th} &= \dfrac{\dot{W}_{1}}{\dot{Q}_{H}} + \dfrac {\ dot {W} _ {2}} {\ dot {Q} _ {H}} \\& = \ eta_ {th, 1} + \ dfrac {\ eta_ {th, 2} \ dot {Q} _ {M}}{\dot{Q}_{H}} \\&=\eta_{th,1} + \dfrac{\eta_{th,2} \times 0,9(\dot{Q}_{H} -\dot{W}_{1})}{\dot{Q}_{H}} \end{align*}[/latex]

[латекс]\поэтому \eta_{th} = \eta_{th ,1} + 0,9\eta_{th,2}(1-\eta_{th,1})[/latex]

Media Attributions

png»> Цикл Ренкина, Т-образная диаграмма ступенчатая паровая турбина с подогревателем питательной воды © Milton Beychok лицензирована по лицензии CC BY-SA (Attribution ShareAlike)

Лицензия

Введение в инженерную термодинамику Клэр Ю Ян находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License, если не указано иное.

Поделиться этой книгой

Поделиться в Твиттере

Тепловые двигатели

Тепловые двигатели
Большинство двигателей, используемых в современном обществе, являются тепловыми двигателями. Сюда входят паровые электрогенераторы, автомобили, грузовики, многие локомотивы, холодильники, кондиционеры, тепловые насосы.
Первая зарегистрированная тепловая машина была сделана Героем Александром в 50 году нашей эры.
Первым крупным шагом к механизации общества стало изобретение паровой машины Джеймсом Уаттом в 1765/1769 гг. С годами в паровой двигатель вносились усовершенствования и модификации, и он стал главной силой промышленной революции. По мере того, как паровой двигатель становился все более надежным и сильным, возник интерес к тому, чтобы сделать его более эффективным. Основным фактором стоимости является топливная экономичность, и это потребовало значительных усилий инженеров.
Эффективность тепловой машины определяется как работа, деленная на потребленную энергию. = (Тепло на входе — Тепло на выходе) / (Энергия на входе) = 1 — (Тепло на выходе) / (Тепло на входе)
В 1824 г. французский инженер Сади Карно (1796–1832) написал и опубликовал монографию под названием « Reflexions sur la Puissance motrice du Feu» (Размышления о движущей силе огня). В своем трактате Карно блестяще обосновал общие принципы эффективности тепловых машин. В лучших традициях французской картезианской школы (последователи/почитатели Рене Декарта) Карно начал с простого предположения и вывел выводы, применимые практически ко всем двигателям.
Предположение Карно: Теплота не может быть поглощена при определенной температуре и преобразована в работу без каких-либо других изменений в системе окружающей среды.
(Это эквивалентно другим формулировкам второго закона термодинамики, перечисленным ранее.)
Определение двигателя: Двигатель работает в замкнутом цикле, периодически возвращаясь в исходное состояние в конце каждого цикла. Это преобразователь энергии, действующий как катализатор. В химической реакции катализатор работает, соединяясь с одним из первоначальных составляющих атомов или молекул и подвергаясь ряду реакций, пока не образуется желаемое соединение, и катализатор не высвобождается в своей первоначальной форме, чтобы начать свое действие заново. пыль.
Принципиальная схема стандартной тепловой машины.
Карно задумался о том, каким будет абсолютный максимальный КПД тепловой машины. Нужно рассмотреть идеализированную тепловую машину. Нам нужно сделать то, что сделал Галилей, когда он думал о движении без трения, начиная с понимания движения. Идеализированная тепловая машина работает обратимо и не имеет внутреннего трения и неэффективности, кроме фундаментальных. Под обратимостью мы подразумеваем, что в системе (включая двигатель, две тепловые ванны и рабочую энергию) нет изменений, которые нельзя было бы обратить вспять с помощью лишь бесконечно малого изменения. При движении без трения тело, совершающее очень слабое движение в одном направлении, может изменить свое направление на противоположное при приложении очень малого импульса. Идеальная обратимая тепловая машина может изменить направление работы с очень незначительными изменениями.
Принципиальная схема реверсивной тепловой машины, работающей в прямом и реверсивном — рефрижераторном — режиме. По сути, так работает домашний тепловой насос.
Реверсивные тепловые двигатели с максимальным КПД
Это доказывается, если предположить, что существует сверхтепловая машина с большим КПД, и показать, что это противоречит предположению Карно. Рассмотрим случай, когда и обратимая тепловая машина, и сверхтепловая машина удаляют из горячего резервуара одинаковое количество тепловой энергии. Если обратимая тепловая машина производит работу W и отдает тепло Qc = Q — W в более холодный резервуар, то сверхтепловая машина производит работу Ws = W+DW — дополнительную работу при той же подводимой теплоте, поскольку она более эффективна, — и тепло Q = Q — W — DW в холодный резервуар. Обратите внимание, что супертепловой двигатель отдает меньше тепла в холодный резервуар, потому что его более высокий КПД превращает больше исходного тепла в дополнительную работу. Теперь, если мы запустим реверсивную тепловую машину в обратном направлении, беря W работы W+DW от сверхтепловой машины, чтобы работать, забирая Qc из холодного резервуара и помещая Q в горячий. Совместная работа двух двигателей не приводит к изменению горячего резервуара, поскольку один забирает Q, а другой возвращает Q. Тепловая энергия отбирается из холодного резервуара, поскольку обратимая тепловая машина забирает немного больше, чем сверхтепловая машина. вставляется, и это проявляется как дополнительная работа. Это взятие тепла из одного резервуара и превращение его в работу без каких-либо других изменений противоречит предположению Карно. Таким образом, чтобы оставаться последовательным:
Никакая тепловая машина не может иметь больший КПД, чем обратимая тепловая машина.
Все реверсивные тепловые двигатели имеют одинаковую эффективность при работе между двумя резервуарами с одинаковой температурой.
Это доказывается показом того, что есть противоречие, если их нет. Мы установили две тепловые машины для сравнения, работающие между одними и теми же двумя тепловыми резервуарами. Предположим, что один из них более эффективен, чем другой. Запустите менее эффективный двигатель в обратном направлении (как холодильник), используя часть работы более эффективного двигателя, которую менее эффективный двигатель произвел бы при движении вперед. В этот момент чистый тепловой поток из горячего резервуара равен нулю, а разница в работе между двумя двигателями возникает за счет чистого тепла, удаляемого из холодного теплового резервуара. Это противоречит предположению Карно. Таким образом, чтобы оставаться последовательным:
Все реверсивные тепловые машины, работающие между двумя резервуарами с одной и той же температурой, имеют одинаковый КПД. Это означает, что независимо от того, как устроен обратимый тепловой двигатель или какое рабочее тело, его эффективность такая же, как и у всех других тепловых двигателей, работающих при тех же двух температурах.
Эффективность обратимой тепловой машины и термодинамическая шкала температур
Теперь мы можем пройтись по набору аргументов, показывающих, что можно вывести зависимость между КПД обратимых тепловых машин, работающих между тремя резервуарами с разной температурой. Рассмотрим случай, когда мы соединяем три тепловые машины так, чтобы одна из них направлялась непосредственно от резервуара с самой высокой температурой T1 к резервуару с самой низкой температурой T3. Вторая тепловая машина подключена между самым горячим (Т1) и среднетемпературным (Т2) тепловым резервуаром. Третья тепловая машина подключена между резервуаром средней (T2) температуры и резервуаром самой низкой температуры (T3). КПД двух работающих в тандеме должен быть равен КПД первого двигателя. В противном случае можно было бы устроить так, чтобы какая-либо из цепей имела наивысший КПД (большая часть работы для заданного тепла, поступающего из самого горячего (T1) температурного резервуара, направляется вперед для производства работы, а часть этой работы используется для запуска другой цепи назад для получения работы). тепло в самый горячий резервуар.
Принципиальная схема обратимых тепловых двигателей, работающих между тремя тепловыми резервуарами с разной температурой.
Таким образом, система с двумя обратимыми тепловыми двигателями, работающая между тремя резервуарами, будет иметь такой же КПД, как и одиночная обратимая тепловая машина, работающая между самым горячим и самым холодным резервуарами. Если первая и вторая машины берут из самого горячего резервуара одинаковое количество теплоты Q1, то обратимая система с двумя тепловыми двигателями преобразует одну и ту же долю теплоты в работу W13 = W12 + W23 и отдает одну и ту же теплоту Q3 до самой низкой температуры ( T1) тепловой резервуар.
Теперь мы можем использовать это и закон сохранения энергии, чтобы определить, сколько тепла выделяется и отводится из теплового резервуара средней температуры. Тогда мы сможем получить соотношение между КПД тепловых двигателей, работающих при различных температурах.
Рассмотрим, что произойдет, если мы запустим третью обратимую тепловую машину в обратном направлении. Первая обратимая тепловая машина, работающая вперед, плюс третья обратимая тепловая машина, работающая назад, должны быть эквивалентны второй, работающей вперед. Работа W13 первой тепловой машины за вычетом работы, необходимой для запуска третьей тепловой машины в обратном направлении, должна равняться работе второй тепловой машины. В сочетании с сохранением энергии:
W13 — W32 = (Q1 — Q3) — (Q2 — Q3) = Q1 — Q2 = W12
Теперь у нас есть отношение, чтобы связать тепло, поглощенное при T1, с теплотой, переданной при T2, путем нахождения теплоты, переданной при третьей температуре T3. В примере, который мы только что рассмотрели, если одна обратимая тепловая машина поглощает тепло Q1 при температуре T1 и отдает тепло Q3 при температуре T3, то обратимая тепловая машина, поглощающая тепло Q2 при температуре T2, отдает такое же количество теплоты Q3 до температуры T3. Мы находим эти соотношения для полного ряда температур — тепло Qi, поглощаемое при температуре Ti, отдает столько же Q3 при температуре T3. Нам нужно было определить только одну температуру в качестве стандартной температуры. и мы можем соотнести теплоту, извлекаемую обратимой тепловой машиной, при любой другой температуре.
Если обратимая тепловая машина поглощает количество теплоты Q при температуре T, то она отдает количество Qs при нашей стандартной температуре Ts. Сумма, которую он доставляет, определяется его эффективностью Карно.
Эффективность = 1 — (Выход тепла) / (Вход тепла) = 1 — Qs / Q
или
Qs = (1 — Эффективность) Q
или, поскольку мы относим нашу эффективность к стандартной температуре Ts, эффективность может зависеть только от температура T. А для фиксированного подвода тепла в резервуар при нашей стандартной температуре Ts тепло, отводимое при температуре T, зависит только от этой температуры:
Q = Qs /(1-Эффективность) = Qs F(T)
Теперь у нас есть все необходимое для определения температурной шкалы. Если резервуар горячее, то тепло, извлекаемое реверсивным двигателем, будет больше для фиксированного количества тепла, доведенного до нашей стандартной температуры. Таким образом, F(T) и эффективность являются возрастающими функциями температуры пласта. Лорд Кельвин (Уильям Томсон, 1824–1907) предложил использовать это соотношение для определения новой температурной шкалы, основанной на таком термодинамическом определении, что F(T) = T / Ts, так что
Q = Qs T / Ts или Q/T = Qs/Ts
Деление на Ts приводит к тому, что теплота, отводимая от Ts, соответствует теплоте, возвращенной в Ts, поскольку предположение Карно состоит в том, что мы не можем отобрать теплоту из бани с одной температурой и получить работу без каких-либо других изменений. Мы находим, что для всех обратимых тепловых двигателей имеет место соотношение что эффективность равна единице минус отношение термодинамической температуры холодного резервуара (Tc) и термодинамической температуры горячего резервуара (Th)
Эффективность = 1 — Tc/Th
и
Q1/T1 = Q2/T2 = Q3/T3 = константа = S.
Q = S T
Эта константа S называется энтропией. Энтропия постоянна для обратимого процесса, но не для необратимого.