Termodinamikai körfolyamat
From Wikipedia, the free encyclopedia
A termodinamikai ciklus vagy termodinamikai körfolyamat egy sor termodinamikai állapotváltozás, melyek során a rendszer visszatér kezdeti állapotába. Az állapotjelzők csak a rendszer termodinamikai állapotától függenek, és így a ciklus végén kezdeti értéküket veszik ismét fel. A hő és a munka az állapotváltozások függvénye, értékük a ciklus alatt nullától különbözik. A termodinamika első főtétele kimondja, hogy a hőbevitel és az ennek rovására nyert mechanikai munka egymással egyenlő. (Illetve fordított működéskor a kinyert hő és az erre fordított mechanikai munka értéke egyenlő.) A ciklus periodikus természete lehetővé teszi a folyamatos működést, ezért a körfolyamat a termodinamika egyik fontos fogalma a hőerőgépek és hűtőgépek elméletének fontos eszköze. A körfolyamatok leírásánál gyakran használják a kvázistatikus folyamatok fogalmát, hogy modellezni lehessen a gyakorlatban előforduló gépeket.
A körfolyamat zárt görbét alkot a nyomás-térfogat (p-V) diagramban. A p-V diagramban az x tengelyre a V térfogatot, az y tengelyre a p nyomást visszük fel. A görbe által bezárt terület a körfolyamatból kinyerhető L mechanikai munkával egyenlő:
- .
Ez a munka egyenlő a rendszerbe bevezetett Qbe és elvont Qki hő Q különbségével:
- .
Ha a körfolyamat a zárt görbét az óramutató járása irányába járja körül, akkor hőerőgép működésének felel meg és az L munka pozitív. Ha az óramutató járásával ellenkező irányban haladnak az állapotváltozások, akkor hőszivattyú körfolyamatát kapjuk, és az L munka negatív.