Ċiklu ta' Carnot u Ċiklu ta' Carnot Invers

Ciklu Carnot

Il-ciklu Carnot hu ciklu termodinamiku li jgħallom l-effiċjenza eżemplar. Il-ciklu Carnot jibdel l-enerġija disponibbli f'forma ta' ħalq biex ipproduċi proċessi reversibili-adiabati (isotropi) u oħra.

L-effiċjenza tal-moturi Carnot hi l-un mniex il rapport tad-temperatura tal-riserva termika ħalqa għal temperatura tal-riserva qalija. Il-ciklu Carnot huwa magħruf għall-settjar tal-effiċjenza eżemplar li kull ciklu jew motur jista’ jirriċievi.

Tilfet jiġi effettwat mill-fluid operattiv fl-ewwel part tas-silġ, u tilfet jiġi effettwat fuq il-fluid operattiv fis-silġ t-tieni. Il-differenza bejn it-tnejn hi l-tilfet netta.

L-effiċjenza tas-silġ tista’ tkun massmexa bill-użu tal-proċessi li reġbknu l-aqqs ammont ta' tilfet u jagħmlu l-aktar permezz tal-proċessi reversibili. Prattikament, l-isilġ reversibili ma jistgħux jiġu raggiunt minħabba l-irreversibilitajiet assosjati ma' kull proċess li ma jistgħux jiġu eliminati.

Il-fridġeraturi u l-moturi termiki li jagħmlu fuq isilġ reversibili huma konsiderati bħala modelli għall-komparazzjoni tal-moturi termiki u fridġeraturi reali. Fl-iżvilupp tal-isilġ reali, is-silġ reversibili serġi bħala punt tal-bidu u jiġi modifikat biex jisodisfa r-rekwiżiti.

Il-ciklu Carnot huwa murris minn erbgħa proċessi reversibili (2 nos. reversibili-izotermi u 2 nos. reversibili-adiabati) kif segue:

Il-Ciklu Carnot jiġi dimostrat hawn taħt permezz tal-esempju relevant tal-piston:
PASS 1 – 2
(Espansjoni Izoterma Reversibbli, Th = Konstant)

TH huwa l-temperatura inizjali tal-gas u wkoll l-temperatura tal-riserva, hija fi kontatt qrib mal-qap tal-silġ.

L-temperatura tal-gas titneħħ meta l-gas jispandu, u din titneħħ kostanti permezz tal-passaż ta' ħalq infitesimali (dT) mill-riserva għal gas.
L-ammont ta' ħalq trasferit waqt il-proċess għal gas hu Qh

PASS 2 – 3
(Espansjoni adiabatica reversibbli temperatura titneħħ minn TH għal TL)

Is-sistema tibda adiabatica meta l-riserva ta' ħalq tiġi sostitwita bl-isolament. Waqt dan il-proċess, l-temperatura tal-gas titneħħ għal Tl minn Th.

Dan il-proċess jiġi skontat bħala reversibbli u anka' adiabatic (nota li ingegnerija termodinamika għandha definizzjoni speċifiċa għas-sistemi u l-proċessi).

PASS 3 – 4
(Kompressjoni Izoterma Reversibbli, Tl = konstant)

Fase-3, il-riserva ta' ħalq sostiwtwet l-isolament tal-qap tal-silġ b'temperatura Tl. Meta forza esterna tippinna l-piston fil-lejl għaltilfet fuq gas, l-temperatura tal-gas tisla.

Ivveru, l-temperatura tal-gas tikunu kostanti permezz tal-rifiut ta' ħalq għal riserva. L-ammont ta' ħalq irfiutat waqt il-proċess hu Ql.
PASS 4 – 1
(Kompressjoni adiabatica reversibbli temperatura tisla minn Tl għal Th)

Ir-riserva ta' ħalq tintebbu bl-isolament u l-temperatura tal-gas tisla minn Tl għal Th waqt il-proċess ta' kompressjoni.

Tilfet Netta

It-tilfet effettwat mill-gas waqt l-espansjoni hu l-area taf minn taħt il-kurva 1-2-3.
It-tilfet effettwat fuq il-gas waqt l-kompressjoni hu l-area taf minn taħt il-kurva 3-4-1

Dak li l-tilfet netta taf minn taħt it-triq 1-2-3-4-1.

Importanza tal-Ciklu Carnot

L-effiċjenza tal-moturi termiki tintuża mill-temperatura maksimum u minimum tas-silġ:
Carnot jaffermi li l-effiċjenza tal-moturi termiki mhijiex dipendenti mit-tip ta' fluid u tintuża biss mill-temperatura maksimum u minimum waqt tas-silġ.

B'dan, l-effiċjenza tal-moturi termiki hi aktar quddiem meta jagħmlu fuq temperaturi super-ħalqa.
Il-Ciklu Carnot u l-Liġi t-Tieni tal-Termodinamika:

Il-ciklu Carnot demustra l-fatt li l-ħalq jintwerji mill-sors ta' temperatura alta, imsemmat riserva, u l-ħalq jintwerji għal sink. Dan il-fatt ssir base għall-liġi t-tieni tal-termodinamika. Iwa, tilfet estern huwa meħtieġ biex ittrasferixxi l-ħalq fl-inverż direzzjonali.

Ciklu Carnot Inverż

Ciklu Carnot huwa ciklu reversibbli, u jkun ciklu refrigjerant Carnot meta l-proċess jiġi inverż. Id-direzzjonijiet tal-interazzjonijiet tal-ħalq u tal-tilfet jintużaw totalment, hekk,
Dankal,

• Ħalq jintwerji mill-riserva ta' temperatura bassa hu Ql

• Ħalq jintwerji għal riserva ta' temperatura alta hu Qh

• Tilfet effettwat hu Wnet-in

Ciklu Carnot inverż huwa l-istess bħal-il-Ciklu Carnot konvenzjonali illa għall-direzzjonijiet tal-proċessi.

Storja tal-Ciklu Carnot