Обсуждение:Термодинамические циклы

Участнику ЮК

1. Сам термодинамический цикл абстракцией не является. Абстракцией является математическое описание термодинамического цикла (как и любая математическая модель). Машина Уатта работала по термодинамическому циклу, хотя и понятия такого тогда ещё не было. Цикл Карно, конечно, можно назвать абстракцией, так как он нереализуем, но не любой ТЦ. Если Вы настаиваете, что первую фразу статьи необходимо поменять, то предлагаю сделать это на основе, скажем, БСЭ, но без всяких «математических абстракций».

2. По поводу фразы «ТЦ используются в тепловых машинах…»: согласен, что звучит коряво. Можно поменять на что-то более точное, не теряя смысл.

Например, можно написать «Большинство идеализированных ТЦ являются приближениями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах».--Ring0 08:12, 30 апреля 2009 (UTC)

3. Под обратимостью понимается обратимость в замкнутой системе. Для обратимости термодинамического процесса в замкнутой системе необходимо, чтобы суммарная энтропия системы не менялась в процессе. Например, при передаче тепла от более нагретого тела к более холодному энтропия системы увеличивается. Поэтому единственным обратимым ТЦ, вовлекающем только нагреватель, холодильник и рабочее тело, является цикл Карно. См., например, Ландау, Лифшиц, Курс теоретической физики, т.5, §19.

Я не против переработки статьи, но без ущерба корректности и доступности.--Ring0 07:51, 30 апреля 2009 (UTC)

Участнику Ring0

1. В рамках термодинамики не могу представить себе ничего, что не имело бы математического описания, разумеется, абстрактного. Нет такого описания — говорить не о чем — значит предмет не относится к термодинамике. Попробуйте сказать что-нибудь о т.цикле, не прибегая к абстракциям — и у Вас получится только: «Термодинамический цикл - это циклический процесс в термодинамике», а «Сливочное масло — это масло из сливок». Очень содержательно! Я тащусь!
А все реальные машины (не только Уатта), работают безо всяких абстракций, можно сказать «по термодинамическому циклу» (Ваши слова), а можно и по Ленину — в силу «объективной реальности, независимой от нашего...», и если за Вашим «термодинамическим циклом» не стоит никакая математическая абстракция (как нет её у Ленина), то все Ваши рассуждения — диалектическо-материалистический трёп, и рассматривать его нужно не в термодинамике, а в марксистско-ленинской философии.
2. Вы попробуйте разобрать Ваш холодиьник (тепловая машина) и отыскать т.цикл, который в нем «используется». Буду обязан, если пригласите меня — страшно интересно посмотреть! В этой фразе «коряв» сам смысл, посольку не признаётся, что т.ц. — абстракция. Косметическими правками не обойдёшься.
3. По поводу обратимости, прошу принять извинения, я действительно не понял, что Вы хотели сказать в статье — так уж Вы изложили. Хочу внести поправку в Ваши рассуждения: у Ландау имеется в виду не любая машина Карно, а такая, в которой температура нагревателя в процессе изотермического, притом обязательно квазистатического нагрева/расширения равна температуре рабочего тела. То же и в процессе изотермического охлаждения/сжатия — температура холодильника и рабочего тела равны. В общем случае машины Карно эти равенства необязательны. Нагреватель может иметь температуру большую, чем температура рабтела, как и холодильник — меньшую. И, стало быть, в общем случае и машина Карно необратима в смысле п.3.--юк 10:40, 30 апреля 2009 (UTC)

Отвечаю.

1. Поскольку физика (а термодинамика — раздел физики) занимается изучением реального мира с помощью математичкских моделей, можно в любой статье о физическом процессе или явлении написать, что это «математическая абстракция». Только есть ли в этом смысл? См. также определение в БСЭ: Цикл термодинамический, круговой процесс, осуществляемый термодинамической системой. Хотя это определение уже не является тавтологичным, так как отсылает к понятию термодинамический процесс (это нам с Вами очевидно, что цикл — это процесс, читатель может об этом и не знать), наше определение несёт ещё больше информации, так как поясняет, что значит «круговой».

2. Я выше предложил компромиссную формулировку: «Большинство идеализированных ТЦ являются приближениями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах».

3. В машине Карно в фазе изотермического расширения температура нагревателя не может быть выше температуры рабочего тела, так как тогда процесс не будет изотермическим: рабочее тело будет нагреваться. Если я ошибаюсь, приведите, пожалуйста, ссылку, подтверждающую это, желательно на источник, доступный в Сети.--Ring0 11:05, 30 апреля 2009 (UTC)

Неточности в формулировках

Фраза о том, что "Единственным обратимым циклом для машины, состоящей только из рабочего тела, нагревателя и холодильника, является Цикл Карно. Существуют также циклы Стирлинга и Эрикссона, в которых обратимость достигается путём введения дополнительного прибора — регенератора" не корректна.

Во-первых, цикл Карно состоит не из рабочего тела, нагревателя и холодильника, Цикл Карно подразумевает использование четырех машин: изотермического и изентропного компрессоров и изотермической и изентропной расширительной машины. Рабочее тело, нагреватель и холодильник являются аттрибутами любого цикла: первое необходимо для реализации цикла, второе и третье отражают взаимосвязь с окружающей средой. Вы, наверное, имели в виду что цикл Карно является единственным обратимым циклом без промежуточного теплообменника. Это вернее.

Во вторых, существуют и другие обратимые циклы помимо Стирлинга и Эриксона, как например Брайтон (как Эриксон, но с изоэнтропическими машинами вместо изотермических, почему-то их часто путают, но на самом деле это разные циклы). Кроме этого Вышнеградский А.И. (Механическая теория теплоты) еще в 1874 показал, что обратимыми являются все циклы типа Эриксона (и Брайтона), главное чтобы процессы охлаждения и нагревания были проведены так, чтобы их линии в T-s диаграмме были параллельны. То есть это должны не обязательно быть изохоры (Стирлинг) или изобары (Эриксон). Это может быть и что-то среднее. Таким образом, чисто теоретически, обратимых циклов существует страшное количество.

Александр Юрьевич

Фраза о том, что «Идеализированные термодинамические циклы являются приближениями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах для превращения тепловой энергии (то есть, внутренней энергии) в механическую работу, а также для охлаждения (при использовании обратного цикла)» не корректна.

Здесь сразу несколько ошибок. Во первых, слово «идеализированные»: Правильнее было бы написать: «Термодинамические циклы используются для моделирования процессов, происходящих в реальных тепловых машинах для превращения тепла в механическую работу, или работы в тепло (при использовании обратного цикла). При этом могут использоваться разные степени идеализации. Во-вторых, тепловая энергия и внутренняя энергия это не совсем одно и тоже. Тепло это тепло, а внутреняя энергия это термодинамическая функция для описания термодинамический свойств веществ.

Александр Юрьевич

• Вы совершенно правы, я уточнил формулировки. Кстати, Вы и сами можете вносить правки в статью.--Ring0 10:40, 6 июля 2009 (UTC)

Уважаемый Ring0 (впрочем это касается и других участников обсуждения), в вашей фрезе: «Большинство идеализированных ТЦ являются приближениями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах» от 08:12, 30 апреля 2009 я земетил две принципиальные неточности )))). Во-первых, идеальных и "идеализированных" ТЦ быть не может в принципе, поскольку термодинамические циклы идеальны уже сами по себе! Во-вторых - термодинамические циклы не являются моделями, и не являются "приближениями" рабочих процессов, происходящих в реальных тепловых (ну или холодильных) машинах, поскольку не учитывают очень многих факторов имеющих место при работе реальных двигательных/холодильных установок (ну например, смены рабочего тела; реального закона топливоподачи и тепловыделения, показателя политропы сжатия n>k вблизи н.м.т. и т.п.)(ну также как таблица умножения вовсе не является моделью мироздания, а вытекает из законов математики, точно также и термодинамические циклы вытекают из законов и принципов термодинамики). Исходя из этого, точнее будет указать, что "термодинамические циклы используются для описания и приближенного расчета термодинамических процессов в реальных двигательных/холодильных установках".195.135.237.20 19:33, 28 декабря 2009 (UTC)Schnecker

Как определить кпд тепломашины по pv-диаграмме

Кто может сказать как В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ выделяются участки цикла на которых идет "получение тепла от нагревателя" ? Pavel Suvorov 14:05, 16 января 2015 (UTC)

Уважаемые Ring0 и другие участники обсуждения. Позвольте ворваться в вашу "епархию" и, во-первых, попытаться примирить позиции сторон, во-вторых, видоизменить название раздела и, в третьих, вскрыть одну принципиальную ошибку, Начну с того, что этот раздел мне необходим для ссылки, чтобы не повторять его содержание в своей статье. Это мое корыстное побуждение. Теперь конкретно. По поводу фразы ЮК: «Термодинамический цикл - это циклический процесс в термодинамике», а «Сливочное масло — это масло из сливок» замечу, что такое определение неверно по причине отсутствия родового понятия, из которого вытекало бы видовое понятие. А родовым понятием термодинамического цикла является круговой процесс тепловой машины. Процитирую главу пятую Термодинамики Н.И. Белоконя (стр.117 бумажного издания): "Круговыми процессами, или циклами, тепловых машин называются замкнутые процессы, характеризующиеся возвратом рабочих тел в исходное состояние... Круговые процессы осуществляются в тепловых машинах как процессы периодически повторяющиеся." Как видите, здесь речь идет о реальных тепловых машинах. Затем, на стр. 120 дается определение термодинамического цикла: "Циклы тепловых машин, в которых исключены необратимые потери рабочего процесса машин... в дальнейшем называются термодинамическими циклами тепловых машин; вопросы об изменениях состояния внешних источников и системы в целом в термодинамических циклах совершенно не рассматриваются." И, далее: "Циклы тепловых машин, в которых исключены необратимые потери рабочего процесса машин, а сообщение и отъем тепла осуществляются в условиях равенства температур рабочего вещества и внешних источников ... называются обратимыми циклами тепловых машин." И, наконец, на стр.121 читаем: "Цикл Карно (1824 r.) есть обратимый круговой процесс тепловых машин, осуществляемый между двумя источниками постоянных температур внешней системы —нагревателем (T_1 ) и холодильником (T_2 )".(курсив мой). На мой взгляд, все четко и ясно. Замечу, что здесь нет слов идеальный, идеализированный, модель. А знаете почему? Потому, что книгу писал ученый - термодинамик, а не физик. Термодинамика, хотя и вышла из физики (речь идет о феноменологической термодинамике), имеет отличный от физики метод исследования: она не опирается ни на модели, ни на гипотезы строения вещества, такие как МКТ. В ее основе лежат начала термодинамики, а все уравнения, неравенства и расчетные соотношения термодинамики являются следствиями этих начал, выведенными методом дедукции. Из вышесказанного следует предложение изменить название раздела, чтобы привести его в соответствие с определением термодинамического цикла. Предлагаетс новое название: Круговые процессы. Термодинамические циклы, так как термодинамические циклы - частный случай круговых процессов. По третьему пункту: "C другой стороны, в соответствии с первым началом термодинамики, можно записать

$\,\!A=\oint _{C}\delta Q-dU=\oint _{C}\delta Q=\oint _{C}TdS$."

Ошибка здесь в том, что что уравнение, в котором участвует дифференциал энтропии не может вытекать из первого начала термодинамики. Существование энтропии является содержанием второго начала. Из первого начала термодинамики можно вывести существование энтропии только для идеальных газов.--Thermokon 04:37, 1 декабря 2015 (UTC)