ГЛАВА 21. РАБОТА ГАЗА В ЦИКЛИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Сади Карно́ (1796-1832) - великий французский физик и инженер. Сын видного ученого и политика Л.Карно, одного из пяти руководителей Директории - правительства Франции времен Великой французской революции, разогнанного впоследствии Наполеоном.
За свою короткую жизнь успел опубликовать всего одну небольшую работу «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Первоначально работа Карно не была замечена, но стала широко известной уже после смерти Карно благодаря Б. Клапейрону, который в 1834 г. переопубликовал работу Карно, придав его идеям доступную математическую форму. В своей работе Карно первым исследовал принципы работы тепловых двигателей, и, более широко, процессы превращения энергии из внутренней в механическую. До Карно, несмотря на то, что тепловые двигатели существовали и работали, физики не понимали даже основные принципы их работы. Карно первым осознал необходимость холодильника в двигателе, ввел понятие КПД, построил идеальный тепловой двигатель (с максимальным КПД), который сейчас называется циклом Карно.
Умер в 36 лет от холеры, и по существовавшим правилам его вещи были уничтожены. Чудом сохранилась одна тетрадь, содержащая набросок статьи. Эта незаконченная статья была опубликована ровно через 100 лет после первой работы Карно. В ней Карно на 15-20 лет раньше Майера, Джоуля и Гельмгольца сформулировал первое начало термодинамики. Только узнали мы об этом на 100 лет позже...
Давайте рассмотрим принципы работы теплового двигателя на примере двигателя внутреннего сгорания, «найдем» у него холодильник и убедимся, что существование этого холодильника с одной стороны позволяет двигателю внутреннего сгорания работать, а с другой, приводит к потерям энергии и снижает эффективность его работы.
Нагревателем двигателя внутреннего сгорания является бензин, который сгорает внутри двигателя, и выделившаяся при сгорании энергия нагревает воздух в цилиндрическом сосуде (который называется просто цилиндром двигателя1).
1 То обстоятельство, что нагреватель находится внутри двигателя, позволяет исключить из работы двигателя «медленную» стадию теплопередачи энергии от внешнего источника газу и, следовательно, сделать его менее инерционным.
