Siltuma mašīnas

Iedomāta vai reāla mehānismu sistēma, kura patērējot siltuma daudzumu, periodiskā cikliskā procesā pastrādā mehānisku darbu vai arī realizē siltumpārnesi, darbu pastrādājot ārējiem spēkiem. Siltuma mašīnas satāv no trim sistēmām – darba ķermeņa, sildītāja un dzesētāja.
Darba ķermenis – termodinamiskai sistēmai vai arī tai pieliktie ārējie spēki pastrādā darbu tikai tad, ja mainās sistēmas tilpums, tas ir siltuma mašīnā ir jābūt vielai, kuras tilpumam mainoties, tiktu pastrādāts darbs tas arī ir darba ķermenis.
Sildītājs – tā ir sistēma, kura darba ķermenim pievada siltuma daudzumu, lai tas varētu izplesties un pastrādāt darbu A1, tas jāsasilda. Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu sildītāja pievadītais siltuma daudzums ∆Q = ∆E + A1, kur ∆E – darba ķermeņa iekšējās enerģijas izmaiņa.
Dzesētājs – siltuma mašīnai jāstrādā cikliski, tas nozīmē, ka jāatjauno darba ķermeņa sākumstāvoklis, to var panākt ja dzesētājam pievieno darba ķermeni – citu sistēmu, kurai tiek atdots siltuma daudzums. Cikla turpinājumā darba ķermeņa tilpums samazinās, ārējie spēki pastrādā darbu A2 un saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu dzesētājam atdotais siltuma daudzums ∆Q2 = ∆E + A2. Cikla noslēgumā siltuma mašīnas pastrādātais darbs A = A1 – A2 jeb A = ∆Q1 - ∆Q2.
Siltuma mašīnas efetivitāti raksturo tās lietderības koeficients, to nosaka pievadītā un atvadītā siltuma daudzumu attiecība.

…