Действительные процессы расширения газов

Рабочие циклы, совершающиеся в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, как мы увидим далее, в известной мере приближаются к какому-либо из трех идеальных (теоретических) термодинамических циклов: 1) с подводом тепла к рабочему телу при постоянном объеме, 2) с подводом тепла к рабочему телу при постоянном давлении, 3) с подводом тепла к рабочему телу частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении.

Из сказанного ясна важность изучения теоретических циклов работы теплового двигателя. Эти вопросы рассматриваются в термодинамике — науке о законах превращения теплоты в механическую работу, осуществляемого в тепловых двигателях.

Развитие термодинамики тесно связано с трудами отечественных ученых и в первую очередь с работами великого русского ученого М. В. Ломоносова, который впервые в мире дал правильное объяснение» природы тепловых явлений. М. В. Ломоносов в отличие от иностранных ученых утверждал в своих сочинениях материалистическое положение о том, что теплота является одной из форм движения материи. Он писал: «…теплота состоит во внутреннем движении материи» Величайшей заслугой М. В. Ломоносова перед человечеством является открытие закона сохранения энергии. Согласно этому закону энергия никогда не исчезает и не создается, она только видоизменяется, т. е. переходит из. одного вида в другой.

Из этого закона вытекает первый закон термодинамики, сущность которого можно формулировать следующим образом: при взаимных превращениях определенному количеству исчезающей тепловой энергии соответствует вполне определенное количество получаемой механической энергии, и наоборот.

Таким образом, тепловая энергия может превращаться в механическую энергию и, наоборот, в строго определенном количественном соотношении.

Опытным путем установлено, что 1 килокалория эквивалентна 427 килограммометрам работы:

Величина 427 кем называется механическим эквивалентом теплоты.

Одна лошадиная сила в час эквивалентна 632 ккал и называется тепловым эквивалентом работы.