Холодильник теплового двигателя
Холодильник теплового двигателя — это тело или окружающая среда, которым двигатель передаёт часть теплоты, полученной от нагревателя. Холодильником может быть воздух, вода, грунт или специальный теплоноситель.
Холодильник — один из трёх основных участников работы теплового двигателя. Рабочее тело получает теплоту от нагревателя, расширяется и совершает механическую работу. Затем оно отдаёт холодильнику часть внутренней энергии в виде теплоты \(Q_2\). После этого рабочее тело возвращается в исходное состояние, если двигатель работает по циклическому процессу.
Количество теплоты и работа
За один цикл теплота, полученная от нагревателя, расходуется на совершение работы и передачу части энергии холодильнику. Поэтому работа двигателя равна разности полученной и отданной теплот: \(A=Q_1-Q_2\). Чем меньше теплоты приходится отдавать холодильнику при той же теплоте \(Q_1\), тем выше коэффициент полезного действия теплового двигателя.
В реальной установке холодильник необходим: рабочее тело не может превращать всю полученную теплоту в работу. Часть энергии обязательно передаётся более холодной среде.
В двигателе за цикл от нагревателя получено \(Q_1=1000\) Дж, а холодильнику передано \(Q_2=600\) Дж. Работа двигателя: \(A=1000-600=400\) Дж. Холодильником при этом может быть окружающий воздух.
Холодильник теплового двигателя — не обязательно бытовой прибор, который охлаждает продукты. В физике это приёмник теплоты. Например, для автомобильного двигателя таким приёмником служит окружающий воздух через систему охлаждения.
Какую роль выполняет холодильник в тепловом двигателе?
Главное
- Холодильник — тело или среда, принимающие от рабочего тела теплоту \(Q_2\).
- В цикле двигателя работа равна \(A=Q_1-Q_2\).
- Холодильником может быть воздух, вода или другая более холодная среда; это не обязательно бытовой прибор.