Tepelný stroj: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Rios (diskusia | príspevky)
Rios (diskusia | príspevky)
doplnenie a prepracovanie
Riadok 1:
'''Tepelný stroj''' je zariadenie, ktoré pracuje na základe [[prvý termodynamický zákon|prvého termodynamického zákona]], podľa ktorého je možné vzájomne premieňať [[teplo]] na [[vnútorná energia|vnútornú energiu]] alebo [[práca|prácu]]. Tepelný stroj musí zároveň rešpektovať [[druhý termodynamický zákon]], podľa ktorého nie je možné vykonávať premnu energií úplne.
'''Tepelný stroj''' je zariadenie, ktoré premieňa dodávané [[teplo]] na [[práca|prácu]].
 
==Rozdelenie tepelných strojov==
Tepelné stroje sa delia na
#'''tepelné motory''' - v ktorých sa premieňa [[teplo]] dodávané so zásobníka s vyššou teplotou na [[práca|prácu]] pri vzniku zostatkového tepla, ktoré je potrebné odviesť do zásobníka s nižšou teplotou. Pracovný cyklus takéhoto stroja v diagrame p-V prebieha v smere hodinových ručičiek.
#'''chladiace stroje''' alebo '''tepelné čerpadlá''' - v ktorých sa spotrebováva privedená mechanická práca na prenos tepla zo zásobníka s nižšou teplotou do zásobníka s vyššou teplotou. Pracovný cyklus takéhoto stroja v diagrame p-V prebieha proti smeru hodinových ručičiek.
 
Príkladom pre prvý typ tepelných strojov sú všetky [[spaľovací motor|spaľovacie motory]], príkladom pre druhý typ [[chladiace zariadenie|chladiace]] a [[mraziace zariadenie|mraziace zariadenia]].
 
==Pracovné cykly tepelných strojov==
Pracovný [[cyklus tepelného stroja]] je séria postupných zmien stavu pracovnej látky ktoré začínajú a končia v rovnakom stave. Existuje viacero modelových pracovných cyklov tepelného stoja, špeciálne postavenie medzi nimi má [[Carnotov cyklus]]. Pre teoretické výpočty technických aplikácií sa používajú aj iné modely tepelných cyklov. V oblasti piestových spaľovacích motorov sa pracuje s:
*[[Ottov cyklus|Ottovým cyklom]]
*[[Dieselov cyklus|Dieselovým cyklom]]
*[[Seiligerov cyklus|Seiligerovým cyklom]]
V oblasti [[plynová turbína|plynových turbín]] sa pracuje s:
*[[Humpreyov cyklus|Humpreyovým cyklom]]
*[[Eriksonov-Braytonov cyklus|Eriksonov-Braytonovým cyklom]]
*[[Jouleov-Braytonov cyklus|Jouleov-Braytonovým cyklom]]
 
== Tepelný stroj v Carnotovom cykle ==
[[Obrázok:Carncyklus.png|thumb|250px|Znázornenie Carnotovho cyklu v p-V diagrame. Plocha ohraničená krivkami je ekvivalentná práci, ktorú stroj vykonal pri jednom cykle.]]
Tepelný stroj pracujúci v [[Carnotov cyklus|Carnotovom cykle]] je takzvaný ''ideálny stroj'', nie je možné ho zostrojiť tak, aby jeho reálna [[termodynamická účinnosť|účinnosť]] bola taká, aká je teoretická účinnosť. Carnotov cyklus (resp. jeho realizácia – tepelný stroj) slúži na dôkaz toho, že ani ideálny tepelný stroj nemôže dosiahnuť účinnosť 100 %, ale vždy len nižšiu.
Existuje viacero modelov tepelného stoja, ktoré pracujú v rôznych cykloch. Na ilustráciu činnosti tepelného stroja je najlepší stroj pracujúci v [[Carnotov cyklus|Carnotovom cykle]]. Jeho výhodou je jednoduchá realizácia a predovšetkým to, že pracuje len medzi dvoma [[teplota|teplotami]].
 
Tepelný stroj pracujúci v [[Carnotov cyklus|Carnotovom cykle]] je takzvaný ''ideálny stroj'', nie je možné ho zostrojiť tak, aby jeho reálna [[termodynamická účinnosť|účinnosť]] bola taká, aká je teoretická účinnosť. Carnotov cyklus (resp. jeho realizácia – tepelný stroj) slúži na dôkaz toho, že ani ideálny tepelný stroj nemôže dosiahnuť účinnosť 100 %, vždy len nižšiu.
 
Nevyhnutnou podmienkou toho, aby bol prebiehajúci cyklus Carnotovým cyklom je, že všetky prebiehajúce deje sú reverzibilné, t.j. vratné. Carnotov cyklus je v podstate len aplikáciou [[Druhý termodynamický zákon|druhého termodynamického zákona]], ktorý však platí len pre reverzibilné deje.
 
=== Opis stroja ===
[[Obrázok:Carnotstroj.png|thumb|250px|Schématický nákres tepelného stroja]]
=== Opis stroja ===
Najjednoduchší model tepelného stroja je uzavretý valec s piestom. Vo valci sa nachádza [[plyn]]. Stroj pracuje medzi dvomi ďalšími tepelnými zariadeniami
* [[chladič]] (<math>T_1</math>)
* [[ohrievač]] (<math>T_2</math>)
 
Úlohou ohrievača je dodávať valcu s piestom [[teplo]], takže dochádza k expanzii náplne &ndash; plynu, úlohou chladiča je plyn opäť ochladiť tak, aby mohol začať nový cyklus, prebieha kompresia.
 
=== Energetická bilancia stroja ===
Řádek 35 ⟶ 52:
Zo zjednodušeného vzorca vyplýva, že ak by mala byť účinnosť stroja rovná 1 (resp. 100&nbsp;%), musel by mať chladič teplotu [[absolútna nula|absolútnej nuly]] (T<sub>1</sub>&nbsp;=&nbsp;0&nbsp;[[Kelvin|K]]). Absolútna nula je však nedosiahnuteľná (viď [[tretí termodynamický zákon]]).
 
== Tepelný stroj v iných cykloch ==
Pre teoretické výpočty technických aplikácií sa používajú aj iné modely tepelných cyklov.
V oblasti [[spaľovací motor|piestových spaľovacích motorov]] sa pracuje s:
*[[Ottov cyklus|Ottovým cyklom]]
*[[Dieselov cyklus|Dieselovým cyklom]]
*[[Seiligerov cyklus|Seiligerovým cyklom]]
V oblasti [[plynová turbína|plynových turbín]] sa pracuje s:
*[[Humpreyov cyklus|Humpreyovým cyklom]]
*[[Eriksonov-Braytonov cyklus|Eriksonov-Braytonovým cyklom]]
*[[Jouleov-Braytonov cyklus|Jouleov-Braytonovým cyklom]]
 
[[Kategória:Stroje]]