Par termodinamisko ciklu sauc secīgi notiekošu termodinamisko procesu kopumu, kuru gaitā darba ķermenis mainot savu stāvokli, atgriežas sākotnējā stāvoklī.
Siltuma dzinēju ciklos (tiešajos ciklos) darbu iegūst.
Saldēšanas iekārtu ciklos un kompresoru ciklos (apgrieztajos ciklos) darbu patērē.
Vislielāko siltuma daudzumu darbā var pārvērst tādā ciklā, kas sastāv no divām izotermām un divām adiabātām.
Svarīgi!
Reālu siltuma dzinēju darbība bieži vien ir tuva Karno mašīnas darbībai.
Karno cikls \(p\), \(V\) koordinātās redzams attēlā.
Cikls sastāv no divām izotermām \(a\), \(b\) un no divām adiabātām \(c\), \(d\).
Karno mašīna, saņemot siltuma daudzumu no sildītāja, kura temperatūra ir , un atdodot siltuma daudzumu dzesētājam, kura temperatūra \(T_2 < T_1\), pastrādā maksimāli iespējamo darbu, kuru var iegūt ar jebkura veida siltuma mašīnu, ja vien tās sildītāja un dzesētāja temperatūra arī ir un .
Siltuma mašīna, patērējot siltuma daudzumu, cikliskā procesā pastrādā mehānisko darbu.
Siltuma mašīnas galvenās fizikālās sastāvdaļas ir: sildītājs, darba viela un dzesētājs.
- Sildītājs – sistēma, kas darba ķermenim pievada siltumu,
- Darba ķermenis – iekārta, kas siltumu pārvērš mehāniskā enerģijā,
- Dzesētājs – iekārtā, kurai darba ķermenis atdod siltumu, lai termodinamiskā sistēma atgrieztos sākuma stāvoklī.
Dīzeļdzinējos kā sildītājs darbojas degvielas sadegšanas process dzinēja cilindrā. Dzesētājs parasti ir apkārtējā vide.
Siltuma mašīnas lietderības koeficients ir skaitlis, kas rāda, kādu daļu no sildītāja saņemtā siltuma daudzuma siltuma mašīna pārvērš darbā \(A\):
, kur
- dzesētājam atdotais siltuma daudzums, \(\mathrm{J}\)
- no sildītāja saņemtais siltuma daudzums, \(\mathrm{J}\)
Maksimālā vērtība, uz kuru var tiekties lietderības koeficients, ir:
, kur
– sildītāja temperatūra, \(\mathrm{K}\)
– sildītāja temperatūra, \(\mathrm{K}\)
– dzesētāja temperatūra, \(\mathrm{K}\)