Тепловые машины

---

Тепловыми машинами в термодинамике называются периодически действующие тепловые двигатели и тепловые насосы (термокомпрессоры). Разновидностью тепловых насосов являются холодильные машины. ^[1]

Выбор принципа действия тепловой машины основывается на требовании непрерывности рабочего процесса и неограниченности его во времени. Это требование несовместимо с односторонне направленным изменением состояния термодинамической системы, при котором монотонно изменяются её параметры. Единственной, практически осуществимой формой изменения системы, которая удовлетворяет этому требованию, является круговой процесс или круговой цикл, который периодически повторяется. Для функционирования тепловой машины необходимы следующие составляющие: источник тепла с более высоким температурным уровнем ${\displaystyle (t_{1})}$, источник тепла с более низким температурным уровнем ${\displaystyle (t_{2})}$ и рабочее тело.

Тепловые двигатели осуществляют превращение теплоты в работу. В тепловых двигателях источник с более высоким температурным уровнем называется нагревателем, а источник с более низким температурным уровнем — холодильником. Необходимость наличия нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, что же касается холодильника, как конструктивной части тепловой машины, то он может отсутствовать. В этом случае его функцию выполняет окружающая среда, например, в транспортных средствах. В тепловых двигателях используется прямой цикл A, схема которого показана на рис.1. Количество теплоты ${\displaystyle (Q_{1})}$ подводится из источника высшей температуры — нагревателя ${\displaystyle (t_{1})}$ и частично отводится ${\displaystyle (Q_{2})}$ к источнику низшей температуры — холодильнику ${\displaystyle (t_{2})}$.

Работа, произведённая тепловым двигателем, ${\displaystyle (A)}$ согласно первому началу термодинамики равна разности количеств тепла подведённого ${\displaystyle (Q_{1})}$ и отведённого ${\displaystyle (Q_{2})}$:

---