Очень важный для теории паровых машин (хотя и принятый не без возражений) вывод из первого начала теории теплоты был сделан одновременно Ранкиным и Клаузиусом, а именно, что насыщенный водяной пар должен при расширении частью оседать в жидком виде, а при сжатии должен переходить в перегретый пар. Еще важнее для всей теплотехники был новый метод оценки работоспособности паровых машин, разработанный У. Томсоном, Ранкиным и Клаузиусом при исследовании ими второго начала теории теплоты, — метод, намеченный уже в сочинении Карно и находившийся в противоречии с господствовавшей до того времени теорией Памбура. По Клаузиусу максимум работы, которую можно получить от идеальной паровой машины, выражается формулой:
где Q обозначает все количество израсходованного тепла, А — механический эквивалент теплоты, Т1 — абсолютную температуру более теплого, Т0 — абсолютную температуру более холодного тела. Из этой формулы следовал показавшийся в то время поразительным вывод, что даже в наиболее совершенной паровой машине не все потребленное ею тепло может быть превращено в работу; более того,— что в силу существующих взаимоотношений, при значительной высоте температуры всех применяемых тел над абсолютным нулем, большая часть тепла должна бесполезно переходить с одной части машины на другую или тратиться на изменение внутреннего состояния тела. Эти неблагоприятные результаты, полученные по отношению к работоспособности паровых машин, побудили заняться опытами по устройству других термодинамических машин. Из вышеприведенной формулы для максимальной работы термодинамической машины было ясно, что работоспособность машины значительно возрастает с увеличением разности температур Т1—Т0. Так как температуру конденсатора нельзя понизить ниже известного предела, то представлялось целесообразным насколько возможно повысить температуру T1. Последнее представлялось легче достижимым с воздухом, чем с насыщенным паром; поэтому так называемые калорические машины, или машины с нагретым воздухом, были встречены очень сочувственно. В начале пятидесятых годов появилось очень много работ, частью весьма благоприятных, о действии и теории изобретенной в 1850 г. Эриксоном калорической машины, то же самое повторилось и в начале 60-х годов, когда Эриксон описал усовершенствованную калорическую машину. В конце концов, однако, выяснилось, что эти машины, не шея никаких теоретических преимуществ перед паровыми, в практическом отношении не в состоянии соперничать с ними. Такая же участь, казалось, угрожала изобретенной в 1860 г. Ленуаром газовой машине, однако после того как Отто ее усовершенствовал в 1865 г., она благодаря своему удобству и дешевизне стала получать все большее применение в небольших промышленных предприятиях.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ТЕОРИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ МАШИН» з дисципліни «Історія фізики»
