Карно циклі

шектеулер

Біз физика мен термодинамикада сөйлескенде Карно циклі біз Карно қозғалтқышында жүретін процестер тізбегін айтамыз. Бұл тек бірнеше қайтымды типтегі процестерден тұратын идеалды құрылғы. Бұл дегеніміз, осы процестер болғаннан кейін бастапқы күйді қалпына келтіруге болады. Қозғалтқыштың бұл түрі физикада идеалды қозғалтқыш ретінде қарастырылады және қалған қозғалтқыштарды жоспарлау үшін қолданылады.

Бұл мақалада біз сізге Карно циклі және оның негізгі сипаттамалары туралы білуіңіз керек барлық нәрсені айтатын боламыз.

Негізгі сипаттамалары

Карно циклінің кезеңі

Біз қозғалтқыштың бұл түрі идеалды қозғалтқыш ретінде қарастырылатынын айтып отырмыз. Бұл жердің немесе ауаның үйкелуіне және тұтқырлықтың кез-келген түріне байланысты энергияның диссипациясы жоқ болғандықтан. Барлық осы сипаттамалар немесе кемшіліктер кез-келген нақты қозғалтқышта пайда болады, өйткені жылу энергиясын 100% пайдалануға жарамды жұмысқа айналдыру мүмкін емес. Алайда, Карно үйіндісі осы жағдайлардың бәрін модельдеп, жақсы жұмыс істей алады және қарапайым есептеулер жасай алады.

Қозғалтқышты сатып алғанда, біз оны жұмыс істеуге қабілетті заттан бастаймыз. Мысалы, қолданылатын негізгі заттар - газ, бензин немесе бу. Жұмыс істеуге қабілетті заттар температура мен қысымның әртүрлі өзгеруіне ұшыраған кезде, олардың көлемінің кейбір ауытқуларын тудырады. Осылайша, қозғалтқышқа ие болу үшін поршенді цилиндр ішінде жылжытуға болады.

Карно циклі дегеніміз не?

карно циклі

Бұл цикл Карно қозғалтқышы деп аталатын жүйеде жүреді. Бұл қозғалтқышта цилиндрге салынған және поршеньмен қамтамасыз етілген идеалды газ бар. Поршень әртүрлі температурада болатын әр түрлі көздермен жанасады. Бұл жүйеде келесі кезеңдер бойынша қорытындылай алатын бірнеше процестер бар:

  • Құрылғыға белгілі бір жылу мөлшері беріледі. Бұл жылу мөлшері жоғары температуралы жылу резервуарынан келеді.
  • Қозғалтқыш берілген жылу арқасында жұмыс істейді
  • Жылудың бір бөлігі жұмсалады, ал бір бөлігі босқа кетеді. Қалдықтар төменгі температурада болатын жылу сыйымдылығына жіберіледі.

Барлық процестерді көріп болғаннан кейін, Карно циклінің қандай кезеңдері бар екенін көреміз. Бұл процестерді талдау қысым мен көлем өлшенетін диаграмманы қолдану арқылы жүзеге асырылады. Қозғалтқыштың мақсаты нөмірі екінші резервуардан жылу шығару арқылы оны салқындату болуы мүмкін. Бұл жағдайда біз салқындату машинасы туралы айтатын боламыз. Егер, керісінше, жылу санына жылу беру бірінші мақсат болса, онда біз жылу сорғысы туралы айтамыз.

Егер қысым мен көлемдік диаграмманы талдайтын болсақ, онда қозғалтқыштың қысымы мен температурасының өзгеруі белгілі бір жағдайларда көрсетілген, олар келесідей:

  • Температура тұрақты болғанша. Мұнда біз изотермиялық процесс туралы айтып отырмыз.
  • Жылу берілмейді. Бұл жерде бізде жылу оқшаулау бар.

Изотермиялық процестерді бір-бірімен байланыстыру керек және бұл жылу оқшаулаудың арқасында қол жеткізіледі.

Карно циклінің кезеңдері

қысым мен көлемнің өзгеруі

Бастапқыда біз газдың қысым, көлем және температураның белгілі бір шарттары бар циклдің кез-келген бөлігінен бастауға болады. Бұл және газ бірқатар процестерден өтеді, бұл оны бастапқы күйіне қайтаруға әкеледі. Газ бастапқы күйіне оралғаннан кейін, басқа циклды бастау үшін өте жақсы жағдайда болды. Бұл шарттар ішкі энергияның аяғында ішкі энергиямен бірдей болғанда беріледі. Бұл энергияның үнемделетіндігін білдіреді. Біз қазірдің өзінде энергияның жасалмайтынын, жойылмайтынын, тек өзгеретінін білеміз.

Карно циклінің бірінші кезеңі изотермиялық кеңеюге негізделген. Бұл кезеңде жүйе жылу сыйымдылығынан 1 жылуды сіңіріп, изотермиялық кеңеюден өтеді. Демек, газдың көлемі артып, қысымы төмендейді. Алайда температура тұрақты болып қалады, өйткені газ кеңейген кезде салқындатылады. Сондықтан оның ішкі энергиясы уақыт өткен сайын тұрақты болып отыратындығын білеміз.

Екінші кезеңде бізде а адиабаталық кеңею. Адиабатика дегеніміз - бұл жүйе жылу алмайды немесе жоғалтпайды. Бұған жоғарыда көрсетілгендей газды жылу оқшаулауына орналастыру арқылы қол жеткізіледі. Демек, адиабаталық кеңею кезінде көлем жоғарылайды және қысым ең төменгі мәнге жеткенше азаяды.

В үшінші кезең бізде изотермиялық сығылу бар. Мұнда біз оқшаулауды алып тастаймыз және жүйе №2 жылу сыйымдылығымен байланысқа түседі, ол төменгі температурада болады. Демек, жүйе пайдаланылмаған жылуды осы жылу багына беру үшін жауап береді. Жылу шыққан кезде қысым күшейе бастайды да, көлем азая бастайды.

Ақырында, Карно циклінің соңғы кезеңінде бізде аадиабаталық қысу. Мұнда біз жүйенің жылу оқшаулау кезеңіне ораламыз. Қысым көлемі қайтадан бастапқы шарттарға жеткенше азаяды. Сондықтан цикл қайтадан бастауға дайын.

Шектеулер

Бұрын айтылғандай, Карно қозғалтқышы жетілдірілген. Бұл оның шектеулері бар екенін білдіреді нақты қозғалтқыштарда 100% тиімділік жоқ. Біз екі Carnot машинасының тиімділігі бірдей екенін білеміз, егер олардың екеуі бірдей жылу резервуарларымен жұмыс жасаса. Бұл мәлімдеме бізге қандай затты қолданатындығымыздың маңызды екенін білдіреді, өйткені өнімділік мүлдем тәуелсіз болады және оны көтеру мүмкін емес.

Алдыңғы талдаудан шығарған тұжырымымыз - Карно циклі - термодинамикалық процестің идеалды түрде жетуге болатын шыңы. Басқаша айтқанда, одан тысқары жерде тиімділігі жоғары қозғалтқыш болмайды. Біз жылу оқшаулау фактісі ешқашан жетілдірілмейтінін және адиабаталық сатылардың жоқтығын білеміз, өйткені сырттан жылу алмасу жүреді.

Автокөлік жағдайында қозғалтқыш блогы қызады, ал екінші жағынан, бензин мен ауаның қоспасы өзін дұрыс ұстамайды, сіз идеалды түрде сөйлесесіз. Кейбір факторларды айтпағанда өнімділіктің күрт төмендеуін тудырады.

Осы ақпарат арқылы сіз Карно циклі және оның сипаттамалары туралы көбірек біле аласыз деп сенемін.


Мақаланың мазмұны біздің ұстанымдарымызды ұстанады редакторлық этика. Қате туралы хабарлау үшін нұқыңыз Мұнда.

Бірінші болып пікір айтыңыз

Пікіріңізді қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады. Міндетті өрістер таңбаланған *

*

*

  1. Деректерге жауапты: Мигель Анхель Гатан
  2. Деректердің мақсаты: СПАМ-ны басқару, түсініктемелерді басқару.
  3. Заңдылық: Сіздің келісіміңіз
  4. Деректер туралы ақпарат: заңды міндеттемелерді қоспағанда, деректер үшінші тұлғаларға жіберілмейді.
  5. Деректерді сақтау: Occentus Networks (ЕО) орналастырған мәліметтер базасы
  6. Құқықтар: Сіз кез-келген уақытта ақпаратты шектей, қалпына келтіре және жоя аласыз.