Efikasiteti i makinave termike. Efikasiteti i makinës termike - formula

Puna e kryer nga motori është:

Për herë të parë, ky proces u konsiderua nga inxhinieri dhe shkencëtari francez N. L. S. Carnot në 1824 në librin "Reflektime mbi forcën lëvizëse të zjarrit dhe në makinat e afta për të zhvilluar këtë forcë".

Qëllimi i hulumtimit të Carnot ishte të zbulonte shkaqet e papërsosmërisë së motorëve të nxehtësisë së asaj kohe (ata kishin një efikasitet prej 5%) dhe të gjesh mënyra për t'i përmirësuar ato.

Cikli i Carnot është më i efektshmi nga të gjithë të mundshmit. Efikasiteti i tij është maksimal.

Shifra tregon proceset termodinamike të ciklit. Në procesin e zgjerimit izotermik (1-2) në një temperaturë T 1 , puna bëhet duke ndryshuar energjinë e brendshme të ngrohësit, d.m.th., duke furnizuar nxehtësinë në gaz Q:

A 12 = Q 1 ,

Ftohja e gazit para ngjeshjes (3-4) ndodh gjatë zgjerimit të adiabatic (2-3). Ndryshimi në energjinë e brendshme ΔU 23   në procesin e adiabatic ( Q \u003d 0) është konvertuar plotësisht në punë mekanike:

A 23 \u003d -ΔU 23 ,

Temperatura e gazit si rezultat i zgjerimit të adiabatic (2-3) zvogëlohet në temperaturën e frigoriferit T 2 < T 1 . Në procesin (3-4), gazi kompresohet izotermisht, duke transferuar sasinë e nxehtësisë në frigorifer P 2:

A 34 \u003d Q 2,

Cikli përfundon me një proces të ngjeshjes adiabatik (4-1), në të cilin gazi nxehet në një temperaturë   T 1.

Vlera maksimale e efikasitetit të motorëve të ngrohjes që veprojnë në një gaz ideal, sipas ciklit Carnot:

.

Thelbi i formulës shprehet në provuar C. Teorema e Karno që efikasiteti i çdo motori të nxehtësisë nuk mund të tejkalojë efikasitetin e ciklit Carnot, të realizuar në të njëjtën temperaturë të ngrohësit dhe frigoriferit.

6.3. Ligji i dytë i termodinamikës

6.3.1. Koeficienti i performancës motorët e nxehtësisë. Cikli i karotës

Ligji i dytë i termodinamikës lindi nga analiza e funksionimit të motorëve të nxehtësisë (makinave). Në fjalinë e Kelvin, duket si kjo: një proces rrethor është i pamundur, rezultati i vetëm i të cilit është shndërrimi i nxehtësisë i marrë nga ngrohësi në punë ekuivalente.

Diagrami i veprimit të një motori të nxehtësisë (motori i nxehtësisë) është treguar në Fig. 6.3.

Fig. 6.3

Cikli i motorit të nxehtësisë  përbëhet nga tre faza:

1) ngrohësi transferon në gaz sasinë e nxehtësisë Q 1;

2) gazi, duke u zgjeruar, bën punën e A;

3) për ta kthyer gazin në gjendjen e tij origjinale, nxehtësia Q 2 transferohet në frigorifer.

Nga ligji i parë i termodinamikës për një proces ciklik

Q \u003d A,

ku Q është sasia e nxehtësisë së marrë nga gazi për cikël, Q \u003d Q 1 - Q 2; Q 1 - sasia e nxehtësisë e transferuar në gaz nga ngrohësi; Q 2 - sasia e nxehtësisë që jep gazi në frigorifer.

Prandaj, për një motor ideal ngrohjeje, barazinë

Q 1 - Q 2 \u003d A.

Kur humbjet e energjisë (për shkak të fërkimit dhe shpërndarjes së saj në mjedis) mungojnë, gjatë funksionimit të motorëve të nxehtësisë ligji i ruajtjes së energjisë

Q 1 \u003d A + Q 2,

ku Q 1 është nxehtësia e transferuar nga ngrohësi në lëngun e punës (gazi); A - punë e bërë nga gazi; Q 2 është nxehtësia e transferuar nga gazi në frigorifer.

Koeficienti i performancës  motori i nxehtësisë llogaritet sipas njërës prej formulave:

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%, η \u003d Q 1 - Q 2 Q 1 ⋅ 100%, η \u003d (1 - Q 2 Q 1) ⋅ 100%,

ku A është puna e bërë nga gazi; Q 1 - nxehtësia e transferuar nga ngrohësi në lëngun e punës (gazi); Q 2 është nxehtësia e transferuar nga gazi në frigorifer.

Më shpesh i përdorur në motorët e nxehtësisë është cikli Carnot, pasi është më ekonomik.

Cikli Carnot përbëhet nga dy izotermë dhe dy adiabatë të paraqitur në Fig. 6.4.

Fig. 6.4

Seksioni 1-2 korrespondon me kontaktin e substancës punuese (gazit) me ngrohësin. Në këtë rast, ngrohësi transferon nxehtësinë Q 1 në gaz dhe zgjerimi izotermik i gazit ndodh në temperaturën e ngrohësit T 1. Gazi bën një punë pozitive (A 12\u003e 0), energjia e tij e brendshme nuk ndryshon (∆U 12 \u003d 0).

Seksioni 2–3 korrespondon me zgjerimin adiabatic të gazit. Në këtë rast, shkëmbimi i nxehtësisë me mjedisin e jashtëm nuk ndodh, puna pozitive e bërë A 23 zvogëlon energjinë e brendshme të gazit: ∆U 23 \u003d −A 23, gazi ftohet në temperaturën e frigoriferit T 2.

Seksioni 3-4 korrespondon me kontaktin e substancës punuese (gazit) me frigorifer. Në këtë rast, nxehtësia Q 2 furnizohet nga gazi në frigorifer, dhe gazi kompresohet izotermisht në temperaturën e frigoriferit T 2. Gazi bën një punë negative (A 34< 0), его внутренняя энергия не изменяется (∆U 34 = 0).

Seksioni 4–1 korrespondon me kompresimin e gazit adiabatik. Në këtë rast, shkëmbimi i nxehtësisë me mjedisin e jashtëm nuk ndodh, puna negative e kryer A 41, çon në një rritje të energjisë së brendshme të gazit: ∆U 41 \u003d −A 41, gazi nxehet në temperaturën e ngrohësit T 1, d.m.th. kthehet në gjendjen e saj origjinale.

Efikasiteti i një motori të nxehtësisë që vepron në ciklin Carnot llogaritet sipas njërës prej formulave:

η \u003d T 1 - T 2 T 1 ⋅ 100%, η \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%,

ku T 1 është temperatura e ngrohësit; T 2 është temperatura e frigoriferit.

Shembull 9. Një motor ideal i nxehtësisë kryen 400 J. në një cikël. Sa nxehtësi transferohet në frigorifer kur efikasiteti i makinës është 40%?

Vendimi. Efikasiteti i një motori të nxehtësisë përcaktohet nga formula

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%,

ku A është puna e kryer nga gazi për cikël; Q 1 - sasia e nxehtësisë që transferohet nga ngrohësi në lëngun e punës (gazi).

Sasia e kërkuar është sasia e nxehtësisë Q 2 e transferuar nga lëngu i punës (gazi) në frigorifer, pa përfshirë në formulën e regjistruar.

Marrëdhënia midis punës A, nxehtësisë Q 1 transferuar nga ngrohësi në gaz, dhe vlera e dëshiruar Q 2 është vendosur duke përdorur ligjin e ruajtjes së energjisë për një motor ideal të ngrohjes

Q 1 \u003d A + Q 2.

Ekuacionet formojnë një sistem

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%, Q 1 \u003d A + Q 2,)

e cila duhet të zgjidhet në lidhje me Q 2.

Për ta bërë këtë, ne përjashtojmë Q 1 nga sistemi, duke u shprehur nga secila ekuacion

Q 1 \u003d A η ⋅ 100%, Q 1 \u003d A + Q 2)

dhe duke shkruar barazinë e pjesëve të drejta të shprehjeve të marra:

A η ⋅ 100% \u003d A + Q 2.

Vlera e dëshiruar përcaktohet nga barazia

Q 2 \u003d A η ⋅ 100% - A \u003d A (100% η - 1).

Llogaritja jep vlerën:

Q 2 \u003d 400 ⋅ (100% 40% - 1) \u003d 600 J.

Sasia e nxehtësisë e transferuar për cikël nga gazi në frigoriferin e një motori ideal të ngrohjes është 600 J.

Shembulli 10. Në një motor me ngrohje ideale, 122 kJ / min derdhet nga ngrohësi në gaz, dhe 30.5 kJ / min transferohet nga gazi në frigorifer. Llogaritni efikasitetin e këtij motori ideal të ngrohjes.

Vendimi. Për të llogaritur efikasitetin ne përdorim formulën

η \u003d (1 - Q 2 Q 1) ⋅ 100%,

ku Q 2 - sasia e nxehtësisë që transferohet për cikël nga gazi në frigorifer; Q 1 - sasia e nxehtësisë që transferohet për cikël nga ngrohësi në lëngun e punës (gazi).

Ne e transformojmë formulën duke e ndarë numrin dhe emëruesin e fraksionit sipas kohës t:

η \u003d (1 - Q 2 / t Q 1 / t) ⋅ 100%,

ku Q 2 / t është shkalla e transferimit të nxehtësisë nga gazi në frigorifer (sasia e nxehtësisë që transferohet nga gazi në frigorifer për sekondë); Q 1 / t është shkalla e transferimit të nxehtësisë nga ngrohësi në lëngun e punës (sasia e nxehtësisë që transferohet nga ngrohësi në gaz për sekondë).

Në gjendjen e problemit, shkalla e transferimit të nxehtësisë vendoset në joules për minutë; përktheni atë në xhoules për sekondë:

• nga ngrohësi i gazit -

Q 1 t \u003d 122 kJ / min \u003d 122 ⋅ 10 3 60 J / s;

• nga gazi në frigorifer -

Q 2 t \u003d 30.5 kJ / min \u003d 30.5 ⋅ 10 3 60 J / s.

Ne llogarisim efikasitetin e këtij motori ideal të ngrohjes:

η \u003d (1 - 30.5 ⋅ 10 3 60 ⋅ 60 122 ⋅ 10 3) ⋅ 100% \u003d 75%.

Shembulli 11. Efikasiteti i një motori të nxehtësisë që vepron në një cikël Carnot është 25%. Sa herë do të rritet efikasiteti nëse rritet temperatura e ngrohësit dhe temperatura e frigoriferit ulet me 20%?

Vendimi. Efikasiteti i një motori ideal ngrohjeje që vepron në ciklin Carnot përcaktohet nga formula e mëposhtme:

• para se të ndryshoni temperaturën e ngrohësit dhe frigoriferit -

η 1 \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%,

ku T 1 është temperatura fillestare e ngrohësit; T 2 - temperatura fillestare e frigoriferit;

• pas ndryshimit të temperaturës së ngrohësit dhe frigoriferit -

η 2 \u003d (1 - T ′ 2 T ′ 1) ⋅ 100%,

ku T ′ 1 është temperatura e re e ngrohësit, T ′ 1 \u003d 1.2 T 1; T ′ 2 është temperatura e re e frigoriferit, T ′ 2 \u003d 0.8 T 2.

Ekuacionet për efikasitetin formojnë një sistem

η 1 \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%, η 2 \u003d (1 - 0.8 T 2 1.2 T 1) ⋅ 100%,)

e cila duhet të zgjidhet në lidhje me η 2.

Nga ekuacioni i parë i sistemit, duke marrë parasysh vlerën η 1 \u003d 25%, gjejmë raportin e temperaturës

T 2 T 1 \u003d 1 - η 1 100% \u003d 1 - 25% 100% \u003d 0.75

dhe zëvendësoni në ekuacionin e dytë

η 2 \u003d (1 - 0.8 1.2 ⋅ 0.75) ⋅ 100% \u003d 50%.

Raporti i dëshiruar i efikasitetit është:

η 2 η 1 \u003d 50% 25% \u003d 2.0.

Prandaj, ndryshimi i treguar në temperaturën e ngrohësit dhe frigoriferit të motorit të nxehtësisë do të çojë në një rritje të efikasitetit për 2 herë.

Motori i nxehtësisë  - një motor në të cilin energjia e brendshme e një karburanti që digjet jashtë shndërrohet në punë mekanike.

Do motor ngrohjeje përbëhet nga tre pjesë kryesore: ngrohës, lëngu i punës  (gaz, lëng, etj) dhe frigorifer. Motori bazohet në një proces ciklik (ky është procesi me të cilin sistemi kthehet në gjendjen e tij origjinale).

Cikli i karotës

Në motorët e nxehtësisë, ata përpiqen të arrijnë shndërrimin më të plotë të energjisë termike në energji mekanike. Efikasiteti maksimal.

Shifra tregon ciklet e përdorura në një motor karburatori me benzinë \u200b\u200bdhe në një motor nafte. Në të dy rastet, lëngu i punës është një përzierje e avullit të benzinës ose naftë me ajër. Cikli i një motori të djegies së brendshme të karburatorit përbëhet nga dy izokore (1-2, 3–4) dhe dy adiabats (2-3, 4–1). Motori me naftë i djegies së brendshme funksionon në një cikël të përbërë nga dy adiabats (1-2, 3–4), një izobar (2-3) dhe një isochore (4–1). Efikasiteti aktual i një motori karburatori është rreth 30%, për një motor dizel - rreth 40%.

Fizikanti francez S. Carneau zhvilloi punën e një motori ideal të ngrohjes. Pjesa e punës e motorit Carnot mund të imagjinohet si një pistoni në një cilindër të mbushur me gaz. Meqenëse motori Carnot është makina është thjesht teorike, domethënë ideale, forcat e fërkimit midis pistonit dhe cilindrit dhe humbja e nxehtësisë konsiderohet e barabartë me zero. Puna mekanike maksimalizohet nëse lëngu i punës kryen një cikël të përbërë nga dy izotermë dhe dy adiabat. Ky cikël quhet cikli i karotës.

seksioni 1-2: gazi merr nga ngrohësi sasinë e nxehtësisë Q 1 dhe izotermalisht zgjerohet në një temperaturë T 1

seksioni 2-3: gazi zgjerohet në mënyrë adiabatically, temperatura bie në temperaturën e frigoriferit T 2

seksioni 3-4: gazi është i ngjeshur në mënyrë ekzotermike, ndërsa i jep frigoriferit sasinë e nxehtësisë Q 2

seksioni 4-1: gazi është i kompresuar në mënyrë adiabatically derisa temperatura e tij të rritet në T 1.

Puna që bën lëngu i punës është zona e figurës që rezulton 1234.

Një motor i tillë funksionon si më poshtë:

1. Së pari, cilindri bie në kontakt me rezervuarin e nxehtë, dhe gazi ideal zgjerohet me një temperaturë konstante. Në këtë fazë, gazi merr një sasi të caktuar nxehtësie nga rezervuari i nxehtë.

2. Pastaj cilindri është i rrethuar nga izolim termik i përsosur, për shkak të të cilit sasia e nxehtësisë në dispozicion në gaz mbahet, dhe gazi vazhdon të zgjerohet derisa temperatura e tij të bjerë në temperaturën e rezervuarit të nxehtësisë së ftohtë.

3. Në fazën e tretë, izolimi termik hiqet, dhe gazi në cilindër, duke qenë në kontakt me rezervuarin e ftohtë, është i ngjeshur, ndërsa humbet një pjesë të nxehtësisë në rezervuarin e ftohtë.

4. Kur kompresimi arrin një pikë të caktuar, cilindri është i rrethuar përsëri me izolim termik, dhe gazi ngjeshet duke ngritur pistonin derisa temperatura e tij të jetë e barabartë me temperaturën e rezervuarit të nxehtë. Pas kësaj, izolimi hiqet dhe cikli përsëritet përsëri nga faza e parë.

Modeli teorik i një motori të nxehtësisë konsideron tre trupa: ngrohës, lëngu i punës  dhe frigorifer.

Një ngrohës është një rezervuar nxehtësie (trup i madh), temperatura e të cilit është konstante.

Në secilin cikël të motorit, lëngu i punës merr një sasi të caktuar nxehtësie nga ngrohësi, zgjerohet dhe kryen punë mekanike. Transferimi i një pjese të energjisë së marrë nga ngrohësi në frigorifer është i nevojshëm për ta kthyer lëngun e punës në gjendjen e tij origjinale.

Meqenëse modeli supozon se temperatura e ngrohësit dhe frigoriferit nuk ndryshon gjatë funksionimit të motorit të nxehtësisë, në fund të ciklit: ngrohje-zgjerim-ftohje-kompresim i lëngut të punës, supozohet se makina kthehet në gjendjen e saj origjinale.

Për secilin cikël, bazuar në ligjin e parë të termodinamikës, mund të shkruajmë se sasia e nxehtësisë Qnxehtësia e marrë nga ngrohësi, sasia e nxehtësisë | Qftohtë | kushtuar frigoriferit dhe punës së bërë nga lëngu i punës A  janë të ndërlidhura nga raporti:

A = Qnxehtësia - | Qsallë |

Në pajisjet teknike reale, të cilat quhen makina termike, lëngu i punës nxehet për shkak të nxehtësisë së lëshuar gjatë djegies së karburantit. Pra, në një turbinë me avull të një termocentrali, ngrohësi është një kutinë e nxehtë e qymyrit. Në një motor me djegie të brendshme (ICE), produktet e djegies mund të konsiderohen një ngrohës, dhe ajri i tepërt si një lëng pune. Ata përdorin ajër atmosferik ose ujë nga burime natyrore si frigorifer.

Efikasiteti i një motori të nxehtësisë (makinerisë)

Efikasiteti i motorit të nxehtësisë (CAP)  është raporti i punës së kryer nga motori me sasinë e nxehtësisë së marrë nga ngrohësi:

Efikasiteti i çdo motori të nxehtësisë është më pak se uniteti dhe shprehet si përqindje. Pamundësia e shndërrimit të të gjithë sasisë së nxehtësisë të marrë nga ngrohësi në punë mekanike është çmimi për nevojën për të organizuar një proces ciklik dhe rrjedh nga ligji i dytë i termodinamikës.

Në motorët e nxehtësisë reale, efikasiteti përcaktohet nga fuqia mekanike eksperimentale N  motori dhe sasia e karburantit të djegur për njësi në kohë. Pra, nëse me kohë t  karburant i djegur në masë m  dhe nxehtësia specifike e djegies qatëherë

Për automjetet, një referencë është shpesh vëllimi V  djegia e karburantit në rrugë s  me fuqi mekanike të motorit N  dhe me shpejtësi. Në këtë rast, duke pasur parasysh dendësinë r të karburantit, ne mund të shkruajmë formulën për llogaritjen e efikasitetit:

Ligji i dytë i termodinamikës

Ka disa gjuhë   ligji i dytë i termodinamikës. Njëri prej tyre thotë se një motor ngrohje është i pamundur, i cili do të kryente punë vetëm për shkak të një burimi të nxehtësisë, d.m.th. pa frigorifer. Oqeanet mund të shërbejnë për të, në të vërtetë, një burim i pashtershëm i energjisë së brendshme (Wilhelm Friedrich Ostwald, 1901).

Formulime të tjera të ligjit të dytë të termodinamikës janë ekuivalente me këtë.

Formulimi i klauziusit  (1850): një proces është i pamundur në të cilin nxehtësia do të transferohej spontanisht nga trupat më pak të nxehtë në trupat më të nxehtë.

Fjalët e Thomson-it  (1851): një proces rrethor është i pamundur, rezultati i vetëm i të cilit do të ishte prodhimi i punës duke zvogëluar energjinë e brendshme të rezervuarit të nxehtësisë.

Formulimi i klauziusit  (1865): të gjitha proceset spontane në një sistem ekuilibër të mbyllur ndodhin në një drejtim në të cilin rritet entropia e sistemit; në gjendje ekuilibri termik, është maksimal dhe konstant.

Formulimi i Boltzmann  (1877): një sistem i mbyllur i shumë grimcave kalon spontanisht nga një gjendje më e urdhëruar në një më pak të porositur. Dalja spontane e sistemit nga pozicioni i ekuilibrit është i pamundur. Boltzmann prezantoi një masë sasiore të çrregullimit në një sistem të përbërë nga shumë trupa - entropi.

Efikasiteti i një motori të nxehtësisë me gaz ideal si një lëng pune

Nëse specifikohet një model i lëngut të punës në një motor nxehtësie (për shembull, një gaz ideal), atëherë ndryshimi në parametrat termodinamikë të lëngut të punës gjatë zgjerimit dhe tkurrjes mund të llogaritet. Kjo ju lejon të llogarisni efikasitetin e një motori të nxehtësisë bazuar në ligjet e termodinamikës.

Shifra tregon ciklet për të cilat mund të llogaritet efikasiteti nëse lëngu i punës është një gaz ideal dhe parametrat vendosen në pikat e kalimit të një procesi termodinamik në tjetrin.

Cikli i karotës. Efikasiteti i një motori ideal ngrohjeje

Efikasiteti më i lartë në temperaturat e dhëna të ngrohësit Tngrohje dhe frigorifer Tsalla ka një motor ngrohjeje, ku lëngu i punës zgjerohet dhe kontraktohet cikli i karotës  (Fig. 2), grafiku i të cilit përbëhet nga dy izotermë (2-3 dhe 4–1) dhe dy adiabats (3-4 dhe 1–2).

Teorema e Carnot  vërteton se efikasiteti i një motori të tillë nuk varet nga lëngu i punës i përdorur, kështu që mund të llogaritet duke përdorur marrëdhëniet termodinamike për një gaz ideal:

Efektet mjedisore të motorëve të ngrohjes

Përdorimi intensiv i motorëve të nxehtësisë në transport dhe energji (termocentralet dhe bërthamat) ndikon ndjeshëm në biosferën e Tokës. Edhe pse ka mosmarrëveshje shkencore në lidhje me mekanizmat e ndikimit të veprimtarisë njerëzore në klimën e Tokës, shumë shkencëtarë shënojnë faktorët për shkak të të cilëve mund të ndodhë një ndikim i tillë:

1. Efekti i serrës është një rritje në përqendrimin e dioksidit të karbonit (një produkt i djegies në ngrohësit e motorëve të nxehtësisë) në atmosferë. Dioksidi i karbonit kalon rrezatimin e dukshëm dhe ultravjollcë të Diellit, por thith rrezatimin infra të kuq që shkon në hapësirë \u200b\u200bnga Toka. Kjo çon në një rritje të temperaturës së atmosferës së ulët, intensifikimin e erërave të stuhive dhe shkrirjes globale të akullit.
2. Efekt i drejtpërdrejtë i gazrave toksike shter në jetën e egër (kancerogjenët, smogu, shiu acid nga nënprodukte të djegies).
3. Shkatërrimi i shtresës së ozonit gjatë fluturimeve të avionëve dhe hedhjes së raketave. Ozoni i atmosferës së sipërme mbron tërë jetën në Tokë nga rrezatimi i tepërt ultravjollcë i diellit.

Mënyra për të dalë nga kriza mjedisore në zhvillim qëndron në rritjen e efikasitetit të motorëve të nxehtësisë (efikasiteti i motorëve moderne të ngrohjes rrallë tejkalon 30%); përdorimi i motorëve të shërbimit dhe neutralizuesve të gazrave të dëmshëm të shkarkimit; përdorimi i burimeve alternative të energjisë (panelet diellore dhe ngrohje) dhe mjeteve alternative të transportit (biçikleta, etj.).

Kur flasim për kthyeshmërinë e proceseve, duhet të kihet parasysh se ky është njëfarë idealizimi. Të gjitha proceset reale janë të pakthyeshme, prandaj, ciklet me të cilët veprojnë motorët e nxehtësisë janë gjithashtu të pakthyeshëm, dhe për këtë arsye joekuilibër. Sidoqoftë, për të thjeshtuar vlerësimet sasiore të cikleve të tilla, është e nevojshme t'i konsideroni ato si ekuilibër, domethënë sikur të përbëheshin vetëm nga procese të ekuilibrit. Kjo kërkon një aparat të zhvilluar mirë të termodinamikës klasike.

Cikli i famshëm i një motori ideal Carnot konsiderohet një proces rrethor i kundërt i ekuilibrit. Në kushte reale, çdo cikël nuk mund të jetë ideal, pasi ka humbje. Ai zhvillohet midis dy burimeve të nxehtësisë me temperatura të vazhdueshme në lavamanin e nxehtësisë T 1  dhe lavaman për ngrohje T  2, si dhe një lëng pune, në të cilin miratohet gazi ideal (Fig. 3.1).

Fig. 3.1.Cikli i motorit të nxehtësisë

Ne besojmë se T 1 > T  2 dhe heqja e nxehtësisë nga lavamani dhe furnizimi i nxehtësisë në lavamanin e nxehtësisë nuk ndikojnë në temperaturat e tyre, T 1  dhe T 2  mbeten konstante. Tregoni parametrat e gazit në pozicionin e majtë ekstrem të pistonit të motorit të nxehtësisë: presion - P 1  vëllimi - V 1, Temperatura T 1. Kjo është pika 1 në grafikun në akse P-V.Në këtë moment, gazi (mediumi i punës) bashkëvepron me transmetuesin e nxehtësisë, temperatura e së cilës gjithashtu T  1. Kur pistoni lëviz në të djathtë, presioni i gazit në cilindër zvogëlohet, dhe vëllimi rritet. Kjo do të vazhdojë derisa pistoni të vijë në pozicionin e përcaktuar në pikën 2, ku parametrat e lëngut të punës (gazit) marrin vlerat e P 2, V 2, T 2. Temperatura në këtë pikë mbetet e pandryshuar, pasi që temperatura e transferimit të gazit dhe nxehtësisë është e njëjtë gjatë kalimit të pistonit nga pika 1 në pikën 2 (zgjerimi). Një proces i tillë në të cilin Tnuk ndryshon, quhet izotermale, dhe kurba 1-2 quhet izoterm. Në këtë proces, nxehtësia transferohet nga transmetuesi i nxehtësisë në lëngun e punës Q 1.

Në pikën 2, cilindri është plotësisht i izoluar nga mjedisi i jashtëm (nuk ka transferim të nxehtësisë), dhe me lëvizjen e mëtejshme të pistonit në të djathtë, presioni zvogëlohet dhe vëllimi rritet sipas kurbës 2-3, e cila quhet adiabatic(proces pa shkëmbim të nxehtësisë me mjedisin). Kur pistoni lëviz në pozicionin e tij ekstrem të djathtë (pika 3), procesi i zgjerimit do të përfundojë dhe parametrat do të kenë vlerat P 3, V 3, dhe temperatura do të bëhet e barabartë me temperaturën e lavamanit të nxehtësisë T  2. Me këtë pozicion të pistonit, izolimi i lëngut të punës zvogëlohet dhe bashkëvepron me marrësin e nxehtësisë. Nëse tani rritni presionin në pistoni, ajo do të lëvizë në të majtë në një temperaturë konstante T 2  (Kompresimit). Kjo do të thotë që ky proces i kompresimit do të jetë izotermik. Në këtë proces, nxehtësia P 2  do të kalojë nga lëngu i punës në lavamanin e nxehtësisë. Pistoni, duke lëvizur në të majtë, do të vijë në pikën 4 me parametra P 4, V 4  dhe T 2, ku lëngu i punës është përsëri i izoluar nga mjedisi i jashtëm. Kompresimi i mëtejshëm ndodh përgjatë adiabat 4–1 me rritjen e temperaturës. Në pikën 1, kompresimi përfundon me parametrat e lëngut të punës P 1, V 1, T 1. Pistoni është rikthyer në gjendjen e tij origjinale. Në pikën 1, izolimi i lëngut punues nga mjedisi i jashtëm hiqet dhe cikli përsëritet.

Efikasiteti i një motori ideal Carnot.