МАСТЕР-КЛАСС по циклу Карно (день обучения - ЧЕТВЁРТЫЙ - ВАЖНЫЙ)

[Петр Иванович]

Ну что, граждане, готов провести с местным населением Альтернативки мастер-класс по циклу Карно практически в ON-LINE, в конце которого все участники, которые умеют пользоваться своей головой по прямому её предназначению, поймут простую истину, что в цикле Карно Q_нагр = Q_хол, и, соответственно КПД_{цикла Карно} = (Q_нагр - Q_хол)/Q_нагр = 0, отчего все "ортодоксальные" статистические физики будут рвать свои бородёнки и последние волосы на голове, после чего от досады хлопать себя по лысинам.

Приступим?
Рассмотрим цикл Карно от П.И.Дубровского:

Есть какие-нибудь вопросы по данному циклу? И вообще по данному рисунку?

[Петр Иванович]

Замечаний по pV-диаграмме, как я понял, у десятка просмотревших нету, если у кого появятся в будущем, спрашивайте, не стесняйтесь.
---
Ну что, приступим, помолясь, к обучению.
1. Надеюсь, никто не забыл, что все доктора физ-мат наук, авторы курсов лекций по термодинамике и общей физике и нобелевские лауреаты по физике типа Ферми, Ландау и пр. утверждают, будто бы полезная работа в цикле Карно численно равна площади, описанной четырьмя кривыми - двумя адиабатами и двумя изотермами?
Если этот момент не вызывает никаких вопросов, то завтра перейдем к следующему пункту.

[Петр Иванович]

2. Ну что, теперь следует отметить, что площадь фигуры BCDE равна сумме площадей фигур BCE и CDE,
то есть S_BCDE = S_BCE + S_CDE
и при этом площади фигур BCE и CDE равны
S_BCE = S_CDE
---
Я думаю, для тех, кто мало-мальски знаком с интегральным исчислением, не составит большого труда убедиться в этом.
А те, кто не знаком - может нарисовать на миллиметровой бумаге точную копию данного рисунка (или нарисовать в Excel'e свой) и посчитать количество миллиметровых квадратиков в одной фигуре и в другой. Количество, разумеется, окажется одинаковым.
---
Если есть вопросы по существу, задавайте.
Отвечу перед тем, как буду писать третий пункт.

[Петр Иванович]

Ну что ж, раз вопросов не возникло, рассмотрим термодинамический цикл BCE.
Этот цикл состоит из трёх этапов:
- изотермического сжатия BC
- изохорического нагревания CE
- и адиабатного расширения EB.
---
Как видно, в результате этого цикла производится полезная работа (см. Ферми, Ландау, Фейнмана, и др. и пр. и т.д. и т.п.)
A_BCE
Эта полезная работа, как следует из тех же Ферми, Ландау и т.д., численно равна площади фигуры BCE
A_BCE = S_BCE
а также разнице количества теплоты, переданной рабочему телу в процессе нагревания этого тела при изохорном нагревании CE и отнятой у рабочего тела "холодильником", или, точнее "холодным термостатом" при изотермическом сжатии BC:
A_BCE = Q_CE - Q_BC = S_BCE
---
Прошу вопросы, замечания, уточнения. Продолжим завтра в том же месте, в тот же час.
---
Кстати, некоторые граждане стали пытаться доказать мне, что приведенный мной цикл - вовсе не цикл Карно.
http://maxpark.com/community/191/content/1818004
Вот до чего может довести людей собственная глупость.

[Петр Иванович]

Процитирую несколько забавных комментариев по поводу моего графика цикла Карно:
---
Валерий Рохин # написал комментарий 12 февраля 2013, 21:57
Borjomy верно заметил, что объем в точке С в цикле Карно должен быть больше чем в точке Д. Цикл Карно - это цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Изотерма ВС и адиабата СД физически не могут пересечься при том же объеме, что и адиабата BE с изотермой ДЕ. Это можно элементарно (не теоретически , а практически) проверить на какой-либо p-V диаграмме реального вещества, например, водяного пара, свойства которого в области газа мало отличаются от идеального газа. Дальнейшее обсуждение этого "цикла" бессмысленно. Автору стоит начать с правильного изображения цикла.
Валерий Рохин # ответил на комментарий Петр Дубровский 13 февраля 2013, 12:35
Да, у меня сомнения, что это цикл Карно. Сообщите, плиз, значения p, V, T в точках В, C, D, E, а также значения показателей адиабат. Посчитаем, проверим, выставим на всеобщее обозрение.
Валерий Рохин # ответил на комментарий Петр Дубровский 13 февраля 2013, 14:12
Петр, мы ведь обсуждаем ВАШ график. Это вы его нарисовали и выложили сюда. выдавая его за цикл Карно. У нас тут не философский кружок, тут никто на слово не верит. Давайте исходные данные и начинаем считать.

[Dachnik]

Ну что, граждане, готов провести с местным населением Альтернативки мастер-класс по циклу Карно практически в ON-LINE, в конце которого все участники, которые умеют пользоваться своей головой по прямому её предназначению, поймут простую истину, что в цикле Карно Q_нагр = Q_хол, и, соответственно КПД_{цикла Карно} = (Q_нагр - Q_хол)/Q_нагр = 0,
Приступим?
Рассмотрим цикл Карно от П.И.Дубровского:
Есть какие-нибудь вопросы по данному циклу? И вообще по данному рисунку?

Для начала вопрос.
Если Q_хол = 0,
то КПД будет (Q_нагр - 0)/Q_нагр = 100%. Ну и чего волосы рвать то, по недостижимости 100% КПД что ли?.
А по картинке, так что за хреновину Вы на нем изобразили. Собрались учить, так учите, а не выстебывайтесь.
На учебных картинках положено давать пояснения, что какая буковка означает, да что этой картинкой сказать хотите.
А так хорошая картинка. Буковки ровненькие, кривые плавненькие.
Скажите дяденька, сами рисовали, или слямзили где?
Ежели слямзили, тогда положено ссылочку давать откуда и чье. А то бывают мастера, подрихтуют графики, а потом уличают.

[Петр Иванович]

Для начала вопрос.
Если Q_хол = 0,
то КПД будет (Q_нагр - 0)/Q_нагр = 100%. Ну и чего волосы рвать то, по недостижимости 100% КПД что ли?.

Вот и дискуссия образовалась.
Дачник, а как Q_хол может быть = 0 ?

А по картинке, так что за хреновину Вы на нем изобразили. Собрались учить, так учите, а не выстебывайтесь.

Вообще-то это цикл Карно. Все, как учили в школе - две изотермы, чередующиеся с двумя адиабатами.
Видишь ли Дачник, наверно, было бы довольно смешно, если бы начал обучать циклу Карно, а сам бы нарисовал цикл Стирлинга, к примеру.

На учебных картинках положено давать пояснения, что какая буковка означает, да что этой картинкой сказать хотите.

Могу, только посчитал, что это примерно то же самое, что и приводить при каждом решении задачи про то, как быстро два землекопа выкопают одну яму, всю таблицу умножения в придачу со справочником производных и формулами преобразования тригонометрических функций.
Видишь ли, цикл Карно, он и в Африке цикл Карно,... хотя на Макспарке некто Боржом уверяет меня, что в Грузии свои, грузинские циклы Карно... Может быть, я не проверял... После Саакашвили у них всё может быть... 

А так хорошая картинка. Буковки ровненькие, кривые плавненькие.

Ну и слава богу, что тебе понравилось.

Скажите дяденька, сами рисовали, или слямзили где?

Сам рисовал, милый, сам.

Ежели слямзили, тогда положено ссылочку давать откуда и чье. А то бывают мастера, подрихтуют графики, а потом уличают.

Могу и ссылочку дать - http://yadisk.cc/d/gKW-kpBkIR7

[Петр Иванович]

Ну что ж, раз вопросов не возникло, рассмотрим термодинамический цикл BCE.
Этот цикл состоит из трёх этапов:
- изотермического сжатия BC
- изохорического нагревания CE
- и адиабатного расширения EB.
---
Как видно, в результате этого цикла производится полезная работа (см. Ферми, Ландау, Фейнмана, и др. и пр. и т.д. и т.п.)
A_BCE
Эта полезная работа, как следует из тех же Ферми, Ландау и т.д., численно равна площади фигуры BCE
A_BCE = S_BCE
а также разнице количества теплоты, переданной рабочему телу в процессе нагревания этого тела при изохорном нагревании CE и отнятой у рабочего тела "холодильником", или, точнее "холодным термостатом" при изотермическом сжатии BC:
A_BCE = Q_CE - Q_BC = S_BCE
---
Прошу вопросы, замечания, уточнения. Продолжим завтра в том же месте, в тот же час.

давайте же посмотрим, как обстоит дело в реальности.
Итак, рассмотрим, какая энергия была затрачена в процессе этого цикла, то есть какая работа была совершена для накопления энергии в рабочем теле (газе), чтобы этот газ мог в дальнейшем совершить полезную работу.
1. Во время изотермического сжатия BC:
Газ изотермически сжимался под воздействием некоей переменной во времени внешней силы F
При этом работа силы F, направленная на сжатие рабочего тела (газа), на увеличение его внутренней энергии равна:
\[ A_{сжатия} = \int\limits_{gh}^{cd}p_{BC(изотермическое)}\cdot d(-V) \]
Одновременно при этом рабочее тело теряет часть своей тепловой энергии Q_хол.
2. При изохорическом нагревании CE  рабочее тело повышает свою внутреннюю энергию, приобретая некое количество тепловой энергии Q_гор.
3. И при адиабатном расширении EB рабочее тело производит полезную работу, отдавая всю накопленную в предыдущих двух этапах энергию:
\[ A_{расширения} = \int\limits_{ef}^{gh}p_{EB(адиабатное)}\cdot dV \]
---
Вопросы?

[Петр Иванович]

Ну а так как комментарий Дачника наглядно показал, что вряд ли кто из читателей взял на себя труд хотя бы пролистать знаменитый труд Карно "Размышления о движущей силе огня...", то для пояснения своего рисунка привожу рисунок самого Сади Карно, который, как принято считать всеми нашими учОными, целиком и полностью, бесповоротно, объясняет всю современную теоретическую термодинамику: