Круговой процесс

КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС (термодинамический цикл), термодинамический процесс, по завершении которого физическая система возвращается в первоначальное состояние, то есть её термодинамические параметры (температура, объём, давление и др.) принимают начальные значения. В результате кругового процесса все термодинамические функции, являющиеся функциями состояния (внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, свободная энергия, термодинамический потенциал Гиббса), также возвращаются к начальным значениям. Круговой процесс может быть равновесным (обратимым) или неравновесным (необратимым). Если термодинамическое состояние системы определяется двумя параметрами, то равновесный круговой процесс изображается в виде замкнутой кривой на диаграмме состояния, координатами которой служат эти параметры.

Как следует из первого начала термодинамики, работа, совершаемая физической системой в круговом процессе, равна алгебраической сумме количеств теплоты, полученных и отданных физической системой при совершении кругового процесса. Если совершённая работа положительна, то круговой процесс называют прямым, если отрицательна – обратным круговым процессом (или холодильным циклом). С помощью обратных круговых процессов теоретически изучают работу тепловых насосов и холодильников, которые за счёт полученной энергии переносят теплоту от менее нагретых тел к более нагретым. С помощью прямых круговых процессов изучается работа технических устройств, преобразующих теплоту в работу: паровых и газотурбинных установок, тепловых двигателей внутреннего (цикл Дизеля, цикл Отто) и внешнего (цикл Стирлинга) сгорания и др. К круговым процессам, исследование которых сыграло важную роль в разработке основ термодинамики и в развитии её технических приложений, относятся также Карно цикл, Ранкина цикл, цикл Клапейрона и др.

Лит.: Сивухин Д. В. Общий курс физики. 5-е изд. М., 2005. [Т. 2]: Термодинамика и молекулярная физика.