Цикл Карно не только дает идеальную модель холодильного процесса; он позволяет и количественно определить, сколько работы нужно затратить, чтобы отвести теплоту Q0 На низком температурном уровне T0 < Tос пpи заданной температуре T0c. Более того, он позволяет, как пока зал Томсон-Кельвин, и установить абсолютную температурную шкалу.
Графическое построение, позволяющее наглядно проиллюстрировать все связанные с этими вопросами количественны соотношения, показано на рис. 2.9.
Проведем на графике две горизонтальные линии: одну верхнюю - на уровне температуры окружающей среды T0 с, и другую, нижнюю - на уровне Г0 охлаждаемого объекта. Тогда на последней горизонтали можно отложить отрезок, равны количеству теплоты Q0. Если теперь провести через начало ординат и точку B Прямую (луч), то она отсечет на линии отрезок Cd. Он в том же масштабе покажет количество тепле ты Qoc, Которое в результате действия цикла будет отдано в окружающую среду. Отрезок Md На этой прямой будет соответствовать затраченной в цикле работе L, Поскольку по закон! сохранения энергии Из этого же построения следует (поскольку треугольники
Qcd И Oab Подобны), что
С О. с / Т О. с = Q О / Т0 Или Q0.c / Q0 = Т О. с / Т0.
Это важнейшее следствие анализа цикла Карно позволяет, как показал Кельвин, подойти к определению абсолютной шкалы температур. Действительно, отношение двух количеств теплоты (которое можно вычислить по свойствам рабочего тела, найденным экспериментально) равно отношению их температур по Абсолютной шкале, Которая не связана со свойствами какого-либо термометрического вещества.
Нужно только присвоить какому-либо одному значению температуры численное значение в градусах, а другое, соответствующее самой низшей возможной точке - абсолютному нулю, принять за нуль. Такая шкала была официально установлена только через сто с лишним лет после выхода статьи Томсона-Кельвина (1849 г.). Это произошло в 1954 г. на IX Генеральной международной конференции по мерам и весам. В качестве опорной точки шкалы была принята температура тройной точки воды; здесь одновременно могут существовать лед, пар и жидкая вода. Ей присвоено значение 273,16 К. Начальная точка - О К соответствует абсолютному нулю.
