Zikloa Carnot eta Zikloa Carnot Inbertitua

Carnot zikloa

Carnot zikloa termodinamiko ziklo bat da, posibleena den errendimendua duena. Carnot zikloak kalor forma dugun energia aldatzen du abarbidagarri reversible (isotropiko) eta beste prozesuetan.

Carnot motorraren errendimendua batean minus hainbatu arteko tenperatura eta tenperatura hogeita arteko arrazoia da. Carnot zikloak goi mailako errendimendu marka bat ezartzen du, ziklo edo motore baten lor dezakeena.

Lan bat egiten du laneko fluidek ziklorren lehenengo atalean eta laneko fluidei lan egin zaie bigarren atalean. Bi arteko desberdintasuna lan netoa da.

Zikloaren errendimendua maximizatu daiteke lan gutxienezko eta emaitza gehieneko prozesuen erabilera reversible prozesuen bidez. Ordea, praktikan, reversible ziklurik ezin dira lortu, hainbat prozesuekin dagoen irreversibilitatea ezinezkoa dela.

Refrigeragailuak eta kalor motorrak reversible zikloetan oinarrituta daude, aktiboki erabiltzen diren kalor motorrak eta refrigeragailuak konparatzeko modelotzat hartzen dituzte. Ziklo errealaren garapenean, reversible zikloa hasierako puntutzat hartzen da eta beharrezkoa izan balitz modifikatzen da.

Carnot zikloa lau prozesu reversible (bi isoteriko reversible eta bi adiabatiko reversible) osatzen du:

Carnot zikloa azaldu da pistoiaren adibide orokorraren bidez:
PAUSOA 1 - 2
(Isoteriko reversible hedadura, Th = Konstantea)

TH gasaren tenperatura hasierakoa da eta bereizlearen tenperatura ere, silindroaren buruan dago.

Gasak hedatzen denean tenperatura jaitsi egiten du, eta bereizleak infinitesimal kaloria (dT) pasatzen dizkie gasari tenperatura konstante mantentzeko.
Prozesuan gasari pasatutako kaloria kopurua Qh da.

PAUSOA 2 - 3
(Adiabatiko reversible hedadura, tenperatura TH-tik TL-ra)

Sistema adiabatikoa bihurtzen da bereizlea isolantearekin ordeztu denean. Prozesuan, gasaren tenperatura Tl-tik Th-ra jaitsi egiten da.

Prozesu hau reversible eta adiabatikoa da (kontuan izan ingurumen termodinamika sistema eta prozesuentzako definizio zehatz bat dauka).

PAUSOA 3 - 4
(Isoteriko reversible kompresioa, Tl = konstantea)

Pauso 3-an, silindroaren buruko isolantea Tl tenperaturako beraihilekin ordeztu da. Kanpo-kontzerta bat pistoi inplikatzen badu, gasaren tenperatura goratzen da.

Baina gasaren tenperatura konstante mantentzen da beraihilera kaloria askatzen duelako. Prozesuan askatutako kaloria kopurua Ql da.
PAUSOA 4 - 1
(Adiabatiko reversible kompresioa, tenperatura Tl-tik Th-ra)

Beraihilea isolantearekin ordeztu da eta kompresio-prozesuan gasaren tenperatura Tl-tik Th-ra goratzen da.

Lana netoa egin da

Hedadura-prozesuan gasak egin duen lan-kopurua kurba 1-2-3aren azpian dagoen area da.
Kompresio-prozesuan gasari egin zaion lan-kopurua kurba 3-4-1aren azpian dagoen area da

Horrela, lana netoa kurba 1-2-3-4-1aren azpian dagoen area da.

Carnot zikloaren garrantzia

Kalor motorraren errendimendua zikloaren tenperatura handiena eta txikiena mendean dago:
Carnot esaten du kalor motorraren errendimendua fluide mota ezta, zikloan tenperatura handiena eta txikiena mendean dagoela.

Beraz, kalor motorraren errendimendua altuagoa da super-heated neurgunezko tenperaturatan funtzionatzen denean.
Carnot zikloa eta Termodinamikaren bigarren legea:

Carnot zikloak argi erakusten du kaloria tenperatura altuagoko iturritik hartzen dela eta kaloria tenperatura baxugoko sinkera uzten dela. Hona hemen termodinamikaren bigarren legearen oinarria. Baina kanpo-lan bat beharrezkoa da kaloria alderantzikoean mugitzeko.

Alderantzizko Carnot zikloa

Carnot zikloa reversible ziklo bat da, eta prosesua alderantzikatzean Carnot refrigerazio zikloa bihurtzen da. Kaloria eta lan interakzioen norabidea guztiak alderantzikatzen dira, horrela
Horrela,

• Kaloria haztapen tenperatura baxugoko bereizletik hartzen da Ql

• Kaloria haztapen tenperatura altugoko bereizlera uzten da Qh

• Egin den lanak Wnet-in

Alderantzizko Carnot zikloa normaleko Carnot zikloa bezala dago, baina prozesuen norabideak alderantzikatuta daudelako.

Carnot zikloaren historia

Carnot zikloa "N. L. Sadi Carnot" izeneko pertsona baten ondorioz sortu zen 1824an. Sadi Carnot termodinamikaren aitzindaria dela esaten zaio kalori eta lan arteko harremana aurkitzeagatik. Carnotek zuen lehenengoa kaloriak lanaren bertsio desberdina dela ulertzeko.

Deiarrea: Itzali originala, artikulu garrizkiak partekatzeko balio dute, inbertsio daudenean kontaktatu ezabatzeko.