కార్నో చక్రం మరియు విలోమ కార్నో చక్రం

Carnot చక్రం

అత్యధిక సామర్థ్యతను కలిగిన Carnot చక్రం ఒక థర్మోడైనమిక్ చక్రం. Carnot చక్రం ఉపలిపించిన శక్తిని హీట్ రూపంలో లభ్యంగా ఉంటుంది, ఇది ఉపయోగకరమైన ప్రతిబంధకం (ఐసోట్రోపిక్) మరియు ఇతర ప్రక్రియలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

Carnot ఎంజిన్ సామర్థ్యత గార్మీ నిధానం యొక్క తాపం మరియు తప్పు నిధానం యొక్క తాపం నిష్పత్తి ఒకటి కంటే తక్కువ. Carnot చక్రం ఏ చక్రం లేదా ఎంజిన్ చేస్తే అత్యధిక సామర్థ్యత మార్గంను సెట్ చేస్తుంది.

ప్రథమ భాగంలో పనిచేసే ద్రవప్రవాహం ప్రక్రియలో పని చేయబడుతుంది, రెండవ భాగంలో పనిచేసే ద్రవప్రవాహం ప్రక్రియలో పని చేయబడుతుంది. ఇది మధ్య ఉన్న వ్యత్యాసం నేటీ పని.

చక్రం సామర్థ్యతను ప్రతిబంధక ప్రక్రియలను ఉపయోగించడం ద్వారా అత్యధికంగా చేయవచ్చు, ఇవి కనీసం పని చేయబడుతున్న మరియు అత్యధికంగా అందిస్తున్నవి. వాస్తవంగా, ప్రతిబంధక చక్రాలను ప్రతి ప్రక్రియకు జరిగే ప్రతిబంధకం తొలగించలేనిది కాబట్టి చేయలేము.

ప్రతిబంధక చక్రాలపై పనిచేసే రెఫ్రిజరేటర్లు మరియు హీట్ ఎంజిన్లు వాస్తవ హీట్ ఎంజిన్లు మరియు రెఫ్రిజరేటర్లను పోల్చుటకు మోడల్స్గా పరిగణించబడతాయి. వాస్తవ చక్రం అభివృద్ధిలో, ప్రతిబంధక చక్రం మొదటి ప్రదేశంగా పని చేస్తుంది మరియు అవసరమైన పరిమాణానికి మార్చబడుతుంది.

Carnot చక్రం 4 ప్రతిబంధక ప్రక్రియలు (2 విలోమ-ఐసోథర్మిక్ మరియు 2 విలోమ-అడియబాటిక్ ప్రక్రియలు) అనేవి కింది విధంగా ఉన్నాయి:

పిస్టన్ యొక్క సంబంధిత ఉదాహరణ ద్వారా Carnot చక్రం క్రింది విధంగా ప్రదర్శించబడుతుంది:
ప్రశ్న 1 – 2
(ప్రతిబంధక ఐసోథర్మిక్ విస్తరణ, Th = స్థిరం)

TH వాయువు యొక్క మొదటి తాపం మరియు నిధానం యొక్క తాపం, ఇది సిలిండర్ హెడ్తో దగ్గరలో ఉంటుంది.

వాయువు విస్తరించడం వల్ల వాయువు యొక్క తాపం తగ్గుతుంది, ఇది నిధానం నుండి వాయువుకు తుడిన హీట్ (dT) ను స్థిరంగా ఉంచడం ద్వారా ఉంటుంది.
ప్రక్రియలో వాయువుకు మార్పు చేసే హీట్ Qh

ప్రశ్న 2 – 3
(ప్రతిబంధక అడియబాటిక్ విస్తరణ తాపం TH నుండి TL)

హీట్ నిధానం ప్రతిరోధకంతో మార్చబడినప్పుడు వ్యవస్థ అడియబాటిక్ అవుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో, వాయువు తాపం Tl నుండి Th.

ఈ ప్రక్రియను ప్రతిబంధక అడియబాటిక్ (ఇంజనీరింగ్ థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క ఒక విశేష నిర్వచనం ఉంది) అని పిలుస్తారు.

ప్రశ్న 3 – 4
(ప్రతిబంధక ఐసోథర్మిక్ సంపీడనం, Tl = స్థిరం)

స్టేజ్-3 వద్ద, హీట్ సింక్ సిలిండర్ హెడ్ ప్రతిరోధకం తో మార్చబడినది తాపం Tl. బాహ్య బలం పిస్టన్‌ను లోపలికి ప్రవేశపెట్టి వాయువుపై పని చేయబడినప్పుడు, వాయువు యొక్క తాపం పెరిగింది.

కానీ హీట్ సింక్‌కు హీట్ తో వాయువు యొక్క తాపం స్థిరంగా ఉంటుంది. ప్రక్రియలో హీట్ రాయబడిన పరిమాణం Ql.
ప్రశ్న 4 – 1
(ప్రతిబంధక అడియబాటిక్ సంపీడనం తాపం Tl నుండి Th)

శక్తి సింక్ ప్రతిరోధకంతో మార్చబడినది మరియు సంపీడన ప్రక్రియలో వాయువు యొక్క తాపం Tl నుండి Th.

నేటీ పని

విస్తరణ ప్రక్రియలో వాయువు చేసే పని 1-2-3 క్రింద ఉన్న వైశాల్యం.
సంపీడన ప్రక్రియలో వాయువుపై చేసే పని 3-4-1 క్రింద ఉన్న వైశాల్యం

కాబట్టి 1-2-3-4-1 పథం క్రింద ఉన్న వైశాల్యం నుండి నేటీ పని ఇవ్వబడుతుంది.

ప్రదానం