Mzunguko wa Carnot na Mzunguko wa Carnot Mtupu

Mzunguko wa Carnot

Mzunguko wa Carnot ni mzunguko wa thermo-dynamics unaojulikana kwa ufanisi mzuri zaidi. Mzunguko wa Carnot huhamisha nishati inayopatikana katika fomu ya joto ili kukagua nishati muhimu kwa kutumia mifano ya adiabatic (isotropic) na mifano mingine.

Ufanisi wa mesinili ya Carnot ni moja tofauti ya uwiano wa joto la chombo cha joto kizuri kwa joto la chombo cha joto chenye joto chache. Mzunguko wa Carnot unajulikana kwa kuweka sababu ya ufanisi wa juu ambayo mzunguko yoyote au mesinili inaweza kupata.

Kazi hutimishwa na maji ya kazi katika sehemu ya kwanza ya mzunguko na kazi hutimishwa kwenye maji ya kazi katika sehemu ya pili ya mzunguko. Tofauti kati ya wawili huu ndio kazi kamili.

Ufanisi wa mzunguko unaweza kuzidi kwa kutumia mifano yanayohitaji kazi chache sana na kutumia mifano yenye ubora. Kwa kawaida, mazingira ya kurudi hazipate kufikiwa kwa sababu ya viambatanavyo vilivyokosa katika mifano yoyote.

Mashine ya joto na mafuta ambayo hazitumii mifano ya kurudi hujulikana kama madheheko kwa mashambuliaji ya mashine halisi na mafuta. Katika maendeleo ya mzunguko halisi, mzunguko wa kurudi unatumika kama mwanzo na hutahiriwa ili kufanikiwa kwa matarajio.

Mzunguko wa Carnot unajumuisha mifano minne ya kurudi (mifano isothermal na mifano adiabatic) zifuatazo:

Mzunguko wa Carnot unaelezwa chini kwa mfano sahihi wa piston:
HESABI 1 – 2
(Ukuaji Isothermal wa Kurudi, Th = Constant)

TH ni joto la awali la gasi na pia joto la chombo cha joto, linalokuwa karibu na kichwa cha silindaa.

Joto la gasi linapungua wakati gasi inaongeza na linathibitishwa kwa kutumia joto kidogo (dT) kutoka kwa chombo cha joto kwa gasi.
Kiasi cha joto kilichopatikana katika mifano kwa gasi ni Qh

HESABI 2 – 3
(Ukuaji adiabatic wa kurudi temperature drop kutoka TH hadi TL)

Mifano huyu huwa adiabatic wakati chombo cha joto linabadilishwa na utambulisho. Wakati huo, joto la gasi linapungua kutoka Tl kutoka Th.

Hizi ni mifano ya kurudi na pia adiabatic (tazama engineering thermodynamics ina maana sahihi kwa mifano na mifano).

HESABI 3 – 4
(Ukombozi Isothermal wa Kurudi, Tl = constant)

Katika hatua ya tatu, chombo cha joto lilikuwa limetengeneza utambulisho wa kichwa cha silindaa na joto Tl. Wakati nguvu za nje zinapusha piston ndani kwa kufanya kazi kwa gasi, basi joto la gasi linajiruhusi.

Lakini joto la gasi linathibitishwa kwa kutokana na kutokana na chombo cha joto. Kiasi cha joto kilichopunguza katika mifano ni Ql.
HESABI 4 – 1
(Ukombozi adiabatic wa kurudi joto linajiruhusu kutoka Tl hadi Th)

Chombo cha joto lilikutengeneza na utambulisho na joto la gasi linajiruhusu kutoka Tl hadi Th wakati wa mifano ya ukombozi.

Kazi Kamili Imefanyika

Kazi imewekwa na gasi wakati wa mifano ya ukuaji ni eneo lenyelo chini ya mzunguko 1-2-3.
Kazi imewekwa kwenye gasi wakati wa mifano ya ukombozi ni eneo lenyelo chini ya mzunguko 3-4-1

Basi kazi kamili imewekwa ni eneo lenyelo chini ya njia 1-2-3-4-1.

Ufanisi wa Mzunguko wa Carnot

Ufanisi wa mesinili ya joto unategemea joto la juu na chini la mzunguko:
Carnot anasema kuwa ufanisi wa mesinili ya joto unategemea tu joto la juu na chini wakati wa mzunguko.

Basi ufanisi wa mesinili ya joto ni wa juu zaidi wakati anaenda kwa joto la gasi lisilo na chache.
Mzunguko wa Carnot na sheria ya pili ya thermo-dynamics:

Mzunguko wa Carnot unaelezea kwa uhakika kwamba joto kinapokea kutoka kwa chombo cha joto cha juu kilichojulikana kama chombo cha joto na joto kingepunguza kwa chombo cha joto. Hii ni msingi wa sheria ya pili ya thermo-dynamics. Lakini kazi nyingi zinahitajika kwa ajili ya kutumia joto kwa njia tofauti.

Mzunguko wa Carnot Uelekezwa

Mzunguko wa Carnot ni mzunguko wa kurudi, na unakuwa mzunguko wa refrigeration wa Carnot wakati mifano yake yanapungua. Mwisho wa joto na kazi wanaweza kusahau, bado
Basi,

• Joto kilichopokea kutoka kwa chombo cha joto chenye joto chache ni Ql

• Joto kilichopunguza kwa chombo cha joto chenye joto zaidi ni Qh

• Kazi imewekwa ni Wnet-in

Mzunguko wa Carnot uelekezwa ni sawa kama mzunguko wa Carnot hasa kwa njia ya mifano.

Tarikh ya Mzunguko wa Carnot

Mzunguko wa Carnot unaitwa kwa jina la “N. L. Sadi Carnot” aliyeunda mwaka 1824. Sadi Carnot anachukuliwa kama mtengenezaji wa thermo-dynamics kwa kutaja uhusiano wa joto na kazi. Carnot alikuwa wa kwanza kuzingatia kuwa joto ni