Carnot tsikli va teskari Carnot tsikli

Carnot tsikli

Carnot tsikli - bu eng yaxshi mumkin bo'lgan samaradorlikni bildiruvchi termodinamik tsikl. Carnot tsikli issiqlik shaklidagi energiyani foydali reversibl-adiabatik (izotermik) va boshqa jarayonlar orqali o'zgartiradi.

Carnot motorining samaradorligi - bu issiq suyuqlik rezervuarining harorati va sovuq suyuqlik rezervuarining haroratining nisbatining birga ayirmasi. Carnot tsikli barcha tsikllar yoki motorlar uchun erisha oladigan eng yuqori samaradorlik standartini belgilaydi.

Tsiklning birinchi qismida ish rejasi ichki madda tomonidan amalga oshiriladi, ikkinchi qismida esa ish rejasi ichki maddaga ta'sir etadi. Bu ikkisi orasidagi farq - bu umumiy ish rejasi.

Tsiklning samaradorligini reversibl jarayonlarni ishlatish orqali maksimal lashtirish mumkin. Reversibl jarayonlar minimal miqdorda ish talab qiladi va eng ko'proq natija beradi. Amaliyotda, reversibl tsikllar har bir jarayon bilan bog'liq bo'lgan qayta orqaga qo'yilmaydigan holatlarni bartaraf etish imkoni yo'q.

Reversibl tsikllarda ishlaydigan kuzgallantirlar va issiqlik motorlari haqiqiy issiqlik motorlari va kuzgallantirlar bilan solishtirish uchun modellar sifatida hisoblanadi. Haqiqiy tsikl tashkil etilishida reversibl tsikl asos sifatida xizmat qiladi va talablarni qanoatlantirish uchun o'zgartiriladi.

Carnot tsikli quyidagicha to'rtta reversibl jarayondan (2 ta reversibl-izotermik va 2 ta reversibl-adiabatik jarayonlar) iborat:

Carnot tsikli quyidagi pistondagi misol orqali ko'rsatiladi:
QADAM 1 – 2
(Reversibl izotermik kengaytirish, Th = doimiy)

TH gazning boshlang'ich harorati va hamda suyuqlik rezervuarining harorati, silindr sarasiga yaqin joylashgan.

Gaz kengaytirilganda uning harorati pasayadi va bu harorat suyuqlik rezervuardan gazga aniq hajmda issiqlik (dT) uzatilishi orqali doimiy qilib turadi.
Protsess davomida gazga uzatilgan issiqlik miqdori Qh

BOSQICH 2 – 3
(TH dan TL gacha bo'lgan orqa qaytariladigan adiabatik ekspansiya temperaturasi)

Sistema adiabatik bo'lib qoladi, agar issiq maydoni izolyatsiya bilan almashtirilsa. Bu jarayonda, gazning temperaturasi Tl gacha Th dan pasayadi.

Bu jarayon o'zgaruvchan ham, adiabatik ham (ingat, injinerlik termodinamikasi sistemas va jarayonlar uchun xususiy ta'rifga ega).

BOSQICH 3 – 4
(Tl = doimiy bo'lgan o'zgaruvchan isoterma kompressiya)

3-bosqichda, silindr boshidagi izolyatsiya Tl temperaturada issiq maydoni bilan almashtirildi. Agar tashqi kuch pistondan ichki tomondan gazga ish qilish uchun pistondan ichki tomondan surilsa, gazning temperaturasi oshadi.

Ammo gazning temperaturasi sinkka issiqni rad etish orqali doimiy qilib turadi. Jarayon davomida rad etilgan issiq miqdori Ql.
BOSQICH 4 – 1
(Tl dan Th gacha bo'lgan orqa qaytariladigan adiabatik kompressiya temperaturasi oshadi)

Energiya sinki izolyatsiya bilan almashtiriladi va gazning temperaturasi kompressiya jarayoni davomida Tl dan Th gacha oshadi.

Jami ish amalga oshirilgan

Gaz ekspansiyada ishlashda berilgan ish 1-2-3 chizigining ostidagi maydon.
Gaz kompressiyada ishlashda berilgan ish 3-4-1 chizigining ostidagi maydon

Shunday qilib, jami ish 1-2-3-4-1 yo'lining ostidagi maydon bilan beriladi.

Carnot siklini ahamiyati

Issiq motorning samaradorligi sikldagi maksimal va minimal temperaturadan qat'iy ravishda bog'liq:
Carnot issiq motorining samaradorligi suyuqlik turidan qat'iy ravishda farqlanmaydi va faqat sikldagi maksimal va minimal temperaturalardan qat'iy ravishda bog'liq.

Shunday qilib, issiq motor super issilangan buhar temperaturasida ishlashda samaradorligi yuqori bo'ladi.
Carnot sikli va termodynamikani ikkinchi qonuni:

Carnot sikli eng yuqori temperaturali manbalardan (reservoir) issiqni o'z ichiga oladigan va eng past temperaturali manbalarga (sink) issiqni berib yuboradigan ekanligini aniq ko'rsatadi. Bu fakt termodynamikani ikkinchi qonunining asosidir. Ammo issiqni teskarisiga harakat qilish uchun tashqi ish talab qilinadi.

Teskari Carnot sikli

Carnot sikli qaytariladigan sikl bo'lib, jarayon teskarisiga qo'yilsa, u Carnot sovutish sikliga aylanadi. Issiq va ish muammolari yo'nalishi butunlay teskarisiga almashtiriladi, shuning uchun
Shunday qilib,

• Eng past temperaturali reservuardan qabul qilingan issiq Ql

• Eng yuqori temperaturali reservuarda rad etilgan issiq Qh

• Amalga oshirilgan ish Wnet-in

Teskari Carnot sikli konventsiyaviy Carnot sikli bilan farqlanmaydi, faqat jarayonlar yo'nalishi teskarisiga almashtiriladi.

Carnot siklini tarixi

Carnot sikli 1824-yilda N. L. Sadi Carnot tomonidan izlab chiqilgan. Sadi Carnot termodinamikaning asoschisi deb ataladi, chunki u issiq va ish munosabatini aniqlagandir. Carnot birinchi bo'lib, issiqning asosan boshqa shaklda ish ekanligini tushungan.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.