Carnoti tsükkel

piirangud

Kui räägime füüsikas ja termodünaamikas Carnoti tsükkel peame silmas Carnoti mootoris toimuvate protsesside jada. See on ideaalne seade, mis koosneb vaid vähestest pööratavat tüüpi protsessidest. See tähendab, et kui need protsessid on toimunud, saab lähteseisundit jätkata. Seda tüüpi mootoreid peetakse füüsikas ideaalseks mootoriks ja seda kasutatakse ülejäänud mootorite planeerimiseks.

Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma Carnoti tsükli ja selle peamiste omaduste kohta.

põhijooned

Carnoti tsükli etapp

Me räägime, et seda tüüpi mootoreid peetakse ideaalseks mootoriks. See on nii, kuna sellel puudub energia hajumine maapinna või õhuga hõõrdumise ja viskoossuse puudumise tõttu. Kõik need omadused või puudused ilmnevad kõigis tegelikes mootorites, kuna soojusenergiat on võimatu 100% muundada kasutatavaks tööks. Carnoti hunnik suudab aga kõiki neid tingimusi simuleerida, et oleks võimalik paremini töötada ja lihtsamalt arvutada.

Mootori ostmisel teeme seda alustades ainest, mis on võimeline tööd tegema. Näiteks on peamisteks kasutatavateks aineteks gaas, bensiin või aur. Kui neid aineid, mis on võimelised töötama, mõjutavad temperatuuri ja rõhu erinevad muutused, nad tekitavad oma mahu osas mõningaid variatsioone. Sel viisil saab mootori saamiseks kolvi silindri sees liigutada.

Mis on Carnoti tsükkel?

karnoti tsükkel

See tsükkel toimub süsteemis, mida nimetatakse Carnoti mootoriks. Selles mootoris on ideaalne gaas, mis on suletud silindrisse ja mis on varustatud kolbiga. Kolb on kontaktis erinevate allikatega, mis on erineval temperatuuril. Selles süsteemis on mõned protsessid, mida näeme järgmiste sammude abil:

  • Seadmesse tarnitakse teatud kogus soojust. See soojushulk pärineb kõrgtemperatuurilisest termoservuaarist.
  • Mootor töötab tänu sellele tarnitavale soojusele
  • Osa soojusest kulub ära ja osa läheb raisku. Jäätmed viiakse madalamal temperatuuril olevasse termmahutisse.

Kui oleme kõik protsessid läbi vaadanud, vaatame, millised on Carnoti tsükli etapid. Nende protsesside analüüsimiseks kasutatakse diagrammi, milles mõõdetakse rõhku ja mahtu. Mootori eesmärk võib olla kas paagi number XNUMX jahedana hoidmine, eraldades sellest soojust. Sel juhul räägime jahutusmasinast. Kui vastupidi, eesmärk on viia soojust soojushoidlasse number üks, siis räägime soojuspumbast.

Kui analüüsime rõhu ja mahu diagrammi, näeme, et mootori rõhu ja temperatuuri muutusi näidatakse teatud tingimustel, mis on järgmised:

  • Kuni temperatuuri hoitakse konstantsena. Siin räägime isotermilisest protsessist.
  • Soojusülekannet pole. Siin on meil soojusisolatsioon.

Isotermilised protsessid tuleb omavahel ühendada ja see saavutatakse tänu soojusisolatsioonile.

Carnoti tsükli etapid

rõhu ja mahu muutus

Alguspunktis võime alustada tsükli mis tahes osaga, milles gaasil on teatud rõhu, mahu ja temperatuuri tingimused. See ja gaas läbivad rea protsesse, mis viivad selle tagasi algtingimustesse. Kui gaas oli algsesse olekusse naasnud, oli see uue tsükli alustamiseks ideaalses seisukorras. Need tingimused on antud seni, kuni sisemine energia lõpus on sama, mis alguses olev sisemine energia. See tähendab, et energiat hoitakse kokku. Me juba teame, et energiat ei looda ega hävitata, vaid ainult muudetakse.

Carnoti tsükli esimene etapp põhineb isotermilisel laienemisel. Selles etapis neelab süsteem soojust paagist 1 ja läbib isotermilise paisumise. Seega gaasi maht suureneb ja rõhk väheneb. Kuid temperatuur püsib stabiilsena, kuna gaasi paisumisel jahtub. Seetõttu teame, et selle siseenergia püsib aja jooksul konstantsena.

Teises etapis on meil a adiabaatiline laienemine. Adiabaatiline tähendab, et süsteem ei võta ega kaota soojust. See saavutatakse gaasi asetamisega soojusisolatsiooni, nagu eespool näidatud. Seetõttu suureneb adiabaatilise paisumise korral maht ja rõhk, kuni see saavutab madalaima väärtuse.

Aastal kolmas etapp on meil isotermiline kompressioon. Siin eemaldame isolatsiooni ja süsteem puutub kokku termopaagi numbriga 2, mis on madalamal temperatuuril. Seetõttu vastutab süsteem kasutamata heitsoojuse ülekandmise eest sellesse termomahutisse. Soojuse eraldumisel hakkab rõhk suurenema ja maht vähenema.

Lõpuks on Carnoti tsükli viimases etapis aadiabaatiline kokkusurumine. Siit naaseme süsteemi soojusisolatsiooni etappi. Rõhk suurendab helitugevust, kuni jõuab uuesti algtingimusteni. Seetõttu on tsükkel uuesti alustamiseks valmis.

Piirangud

Nagu varem mainitud, on Carnoti mootor idealiseeritud. See tähendab, et alates sellest on tal oma piirangud päris mootoritel pole seda sajaprotsendilist efektiivsust. Me teame, et kahel Carnoti masinal on sama efektiivsus, kui nad mõlemad töötavad samade termomahutitega. See väide tähendab, et mind huvitab, millist ainet me kasutame, kuna esitus on täiesti sõltumatu ja seda ei saa tõsta.

Eelneva analüüsi põhjal tehtud järeldus on, et Carnoti tsükkel on termodünaamilise protsessi tipp, kuhu on ideaalselt võimalik jõuda. See tähendab, et peale selle ei ole suurema efektiivsusega mootorit. Me teame, et soojusisolatsiooni fakt ei ole kunagi täiuslik ja adiabaatilisi etappe pole olemas, kuna soojusvahetus toimub väljastpoolt.

Auto puhul soojeneb mootoriplokk ja seevastu bensiini ja õhu segu ei käitu täpselt, suhtlete ideaalselt. Rääkimata mõnest tegurist, mis põhjustada jõudluse drastilist vähenemist.

Loodan, et selle teabe abil saate Carnot tsükli ja selle omaduste kohta rohkem teada saada.


Ole esimene kommentaar

Jäta oma kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Kohustuslikud väljad on tähistatud *

*

*

  1. Andmete eest vastutab: Miguel Ángel Gatón
  2. Andmete eesmärk: Rämpsposti kontrollimine, kommentaaride haldamine.
  3. Seadustamine: teie nõusolek
  4. Andmete edastamine: andmeid ei edastata kolmandatele isikutele, välja arvatud juriidilise kohustuse alusel.
  5. Andmete salvestamine: andmebaas, mida haldab Occentus Networks (EL)
  6. Õigused: igal ajal saate oma teavet piirata, taastada ja kustutada.