KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM aneb Co je perpetuum mobile PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

Plyn uzavřený ve válci s pohyblivým pístem může konat práci pouze při zvětšování objemu. Práce plynu má ohraničenou velikost. Vrátí-li se plyn po ukončení expanze do původního stavu, může opět konat práci.

Průběh děje s ideálním plynem při konání práce 1 → 2 izochorické zahřívání 2 → 3 izotermická expanze 3 → 4 izochorické ochlazování 4 → 1 izotermická komprese

Kruhový (cyklický) děj Kruhový děj je děj, při němž je konečný stav soustavy totožný s počátečním stavem.

Kruhový děj z hlediska vykonané práce W1 - práce vykonaná plynem při izotermické expanzi W2 - práce vykonaná vnějšími silami při izotermické kompresi

Kruhový děj z hlediska vykonané práce V pracovním diagramu je práce číselně rovna obsahu plochy pod příslušným grafem.

Kruhový děj z hlediska vykonané práce Obsah plochy uvnitř křivky kruhového děje znázorňuje celkovou práci vykonanou pracovní látkou během jedno- ho cyklu.

Periodicky pracující tepelný stroj ohřívač TS chladič Celková práce W/, kterou vykoná pracovní látka během jednoho cyklu kruhového děje, rovná se celkovému teplu Q = Q1 - Q2 , které přijme po dobu tohoto cyklu od okolí.

Účinnost periodicky pracujícího tepelného stroje ohřívač Ezískaná z přeměny Eenergie vstupující do přeměny TS chladič Z tepla Q1, které odebereme ohřívači se jenom část využije na vykonání práce W/, zbylou část (teplo Q2) odevzdá plyn chladiči.

Druhý termodynamický zákon perpetuum mobile druhého druhu ohřívač TS ohřívač TS chladič Není možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, který by jen přijímal teplo od určitého tělesa (ohřívače) a vykonával stejně velkou práci.

Řešte úlohu: Plyn přijal od ohřívače během jednoho cyklu teplo 7 MJ a odevzdal chladiči teplo 3 MJ. Jakou práci přitom vykonal? Jaká je účinnost tohoto cyklu? W= 4 MJ, h = 57%

Z jakých dějů se skládá kruhový děj? Řešte úlohu: Z jakých dějů se skládá kruhový děj? Jakou práci vykoná plyn při jednotlivých dějích? Jakou celkovou práci vykoná plyn při kruhovém ději? 1 2 3 4 5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 6 0,6

Test 1 Kruhový (cyklický) děj s ideálním plynem je děj, při němž: a) má soustava v konečném a počátečním stavu stejný objem, b) má soustava v konečném a počátečním stavu stejný tlak, c) má soustava v konečném a počátečním stavu stejný tlak a objem, d) je konečný stav soustavy totožný s počátečním stavem. 1

Test 2 Obsah plochy uvnitř křivky, znázorňující v p-V diagramu kruhový děj, vyjadřuje: a) práci vykonanou vnější silou během jednoho cyklu, b) celkovou práci vykonanou pracovní látkou během jednoho cyklu, c) práci vykonanou pracovní látkou během jednoho cyklu, d) práci spotřebovanou pracovní látkou během jednoho cyklu. V p V1 V2 2

a) b) c) d) Test 3 Schéma cyklicky pracujícího tepelného stroje je na obrázku: a) TS ohřívač chladič TS chladič ohřívač b) c) TS ohřívač chladič TS chladič ohřívač d) 3

Test 4 Druhý termodynamický zákon zní: Je možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, který by teplo od určitého tělesa (ohřívače) jen přijímal a vykonával stejně velkou práci. b) Není možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, c) Je možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, který by teplo od určitého tělesa (chladiče) jen přijímal d) Není možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, 4

Test 5 Z tepla Q1, které odebereme ohřívači se jen část využije na vykonání práce W/, zbylou část (teplo Q2) odevzdá plyn chladiči. Potom účinnost tepelného děje je dána vztahem: 5

a) b) c) d) Test 6 Schéma tepelného stroje - perpetuum mobile druhého druhu - je na obrázku: a) TS ohřívač b) TS ohřívač c) TS ohřívač d) TS ohřívač 6