Круговым процессом (циклом) называется такой процесс, при котором система проходит через ряд состояний и возвращается в исходное состояние. Такой цикл можно представить замкнутой кривой в осях %%P, V%%, где %%P%% – давление в системе, а %%V%% – ее объем. Замкнутая кривая состоит из участков, где объем увеличивается (расширение), и участка, где объем уменьшается (сжатие).
При этом работа, совершаемая за цикл, определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой. Цикл, который протекает через расширение, а потом сжатие, называется прямым, он используется в тепловых машинах – периодически действующих двигателях, совершающих работу за счет полученного извне тепла. Цикл, который протекает через сжатие, а потом расширение, называется обратным и используется в холодильных машинах – периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится от одного тела к другому. В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние:
%%ΔU =0%%, %%Q = A%%
Система может как получать теплоту, так и отдавать. Если система получает %%Q_1%% теплоты, а отдает %%Q_2%%, то термический коэффициент полезного действия для кругового процесса
$$n = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1}=\frac{A}{Q_1}$$
Обратимые процессы могут происходить как в прямом, так и в обратном направлении.
В идеальном случае, если процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среде не происходит никаких изменений Обратимые процессы – это идеализация реальных процессов, при которых всегда происходит некоторая потеря энергии (на трение, теплопроводность и т д.)
Понятие обратимого кругового процесса ввел в физику в 1834 г французский ученый Б.Клапейрон.
| Первое начало термодинамики | Идеальный цикл теплового двигателя Карно |