Круговой процесс

Определение "Круговой процесс" в Большой Советской Энциклопедии

Графическое изображение цикла Карно

Круговой процесс (цикл) в термодинамике, процесс, при котором физическая система (например, пар), претерпев ряд изменений, возвращается в исходное состояние. Термодинамические параметры и характеристические функции состояния системы (температура Т, давление р, объём V, внутренняя энергия U, энтропия S и др.) в конце Круговой процесс вновь принимают первоначальное значение и, следовательно, их изменения при Круговой процесс равны нулю (DU = 0 и т. д.). Все изменения, возникающие в результате Круговой процесс, происходят только в среде, окружающей систему. Система (рабочее тело) на одних участках Круговой процесс производит положительную работу за счёт своей внутренней энергии и количеств теплоты Q_n, полученных от внешних источников, а на др. участках Круговой процесс работу над системой совершают внешние силы (часть её идёт на восстановление внутренней энергии системы). Согласно первому началу термодинамики (закону сохранения энергии), произведённая в Круговой процесс системой или над системой работа (А) равна алгебраической сумме количеств теплоты (Q), полученных или отданных на каждом участке Круговой процесс (DU = Q — А = 0,А = Q). Отношение А/Q_n (совершённой системой работы к количеству полученной ею теплоты) называется коэффициентом полезного действия (кпд) Круговой процесс

Различают равновесные (точнее, квазиравновесные) Круговой процесс, в которых последовательно проходимые системой состояния близки к равновесным, и неравновесные Круговой процесс, у которых хотя бы один из участков является неравновесным процессом. У равновесных Круговой процесс кпд максимален. На рисунке дано графическое изображение равновесного (обратимого) Карно цикла, имеющего максимальное кпд.

Круговой процесс называется прямым, если его результатом является совершение работы над внешними телами и переход определённого количества теплоты от более нагретого тела (нагревателя) к менее нагретому (холодильнику). Круговой процесс, результатом которого является перевод определённого количества теплоты от холодильника к нагревателю за счёт работы внешних сил, называется обратным Круговой процесс или холодильным циклом.

Круговой процесс сыграли в физике, химии, технике выдающуюся роль. Расчёт различных равновесных Круговой процесс явился исторически первым методом термодинамических исследований. Этот метод дал возможность на основе анализа рабочего цикла идеальной тепловой машины (цикла Карно) получить математическое выражение второго начала термодинамики и построить термодинамическую температурную шкалу. Многие важные термодинамические соотношения (Клапейрона—Клаузиуса уравнение и др.) были получены при рассмотрении соответствующих Круговой процесс В технике Круговой процесс применяются в качестве рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания, различных теплосиловых и холодильных установок (см. Цикл двигателя, Холодильные циклы).
Лит.: Кричевский И. Р., Понятия и основы термодинамики, М., 1962; Курс физической химии, под ред. Я. И. Герасимова, 2 изд., т. 1, М., 1969.

V, давление p; б — объём V, температура Т; в — энтропия S, температура Т. Площадь ABCD пропорциональна работе цикла. Обратный цикл осуществляется в обратном порядке — ADCBA (на графике против часовой стрелки)." href="/a_pictures/04/18/235263823.jpg">S, температура Т. Площадь ABCD пропорциональна работе цикла. Обратный цикл осуществляется в обратном порядке — ADCBA (на графике против часовой стрелки)."http://vanadium.atomistry.com/">V, давление p; б — объём V, температура Т; в — энтропия S, температура Т. Площадь ABCD пропорциональна работе цикла. Обратный цикл осуществляется в обратном порядке — ADCBA (на графике против часовой стрелки)." src="a_pictures/04/18/th_235263823.jpg">
Графическое изображение прямого кругового процесса (цикла) Карно в координатах: а — объём V, давление p; б — объём V, температура Т; в — энтропия S, температура Т. Площадь ABCD пропорциональна работе цикла. Обратный цикл осуществляется в обратном порядке — ADCBA (на графике против часовой стрелки).