Цикл Карно. Пример решения задачи

Определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла Карно, рассчитать работу и термический КПД цикла, если p_мин = 0,1 МПа, T_мин = 300 К, p_макс = 25 МПа, Tмакс = 1200 К.

Рис. 7.7. Цикл Карно в pv- и Ts-диаграммах

Параметры рабочего тела в точке 1: p₁ = p_макс = 25000000 Па, T₁ = T_макс = 1200 K. Отсюда:

Параметры рабочего тела в точке 2: T₂ = T_макс = 1200 K.

Давление в точке 2 можно определить из уравнения адиабатного процесса:

и так как p₃ = p_мин = 0,1 МПа, T₃ = T_мин = 300 K, то:

Удельный объем: 

Параметры рабочего тела в точке 3:

p₃ = p_мин = 0,1 МПа, T₃ = T_мин = 300 K,

Точка 3:

T₃=T₄ = Tмин = 300 K;

Из уравнений адиабатного процесса 4-1:

Из уравнений изотермического процесса 3-4:

p₄v₄ = p₃v₃,

Откуда:

Термический КПД цикла:

Количество подведенного тепла:

Количество отведенного тепла:

Работа цикла:

l = q₁ – q₂ = 229872 – 57800 = 172072 Дж/кг.

Проверяем термический КПД: