Циклус Карно

ограничувања

Кога зборуваме во физиката и термодинамиката на Циклус Карно се повикуваме на низа процеси што се случуваат во моторот Карно. Тоа е идеален уред кој се состои од само неколку процеси од реверзибилен тип. Ова значи дека откако ќе се случат овие процеси, почетната состојба може да се продолжи. Овој тип на мотор се смета во физиката како идеален мотор и се користи за да може да се испланираат останатите мотори.

Во оваа статија ќе ви кажеме сè што треба да знаете за циклусот Карно и неговите главни карактеристики.

клучните карактеристики

Фаза на циклус Карно

Зборуваме дека овој тип на мотор се смета за идеален мотор. Ова е така бидејќи нема дисипација на енергија, како резултат на триење со земјата или воздухот и без вискозитет. Сите овие карактеристики или неповолност се појавуваат во кој било вистински мотор, бидејќи невозможно е да се претвори топлинската енергија во употреблива работа за 100%. Сепак, купот Карно може да ги симулира сите овие услови за да може да работи подобро и да прави пресметки на поедноставен начин.

Кога купуваме мотор, тоа го правиме почнувајќи од супстанца што е способна да работи. На пример, главните супстанции што се користат се гас, бензин или пареа. Кога овие супстанции што се способни за работа се подложени на различни промени и во температурата и во притисокот, тие генерираат некои варијации во нивниот волумен. На овој начин, клипот може да се помести во цилиндар за да има мотор.

Кој е циклусот Карно?

циклус на каранфил

Овој циклус се јавува во системот наречен мотор Карно. Во овој мотор има идеален гас кој е затворен во цилиндар и е снабден со клип. Клипот е во контакт со различни извори кои се на различни температури. Во овој систем има некои процеси што можеме да ги видиме во следниве чекори:

  • Одредена количина на топлина се снабдува со уредот. Оваа количина на топлина доаѓа од термичкиот резервоар со висока температура.
  • Моторот извршува работа благодарение на оваа топлина што би се снабдувала
  • Дел од топлината се користи, а дел се троши. Отпадот се пренесува во термалниот резервоар кој е на пониска температура.

Откако ги видовме сите процеси, ќе видиме кои се фазите на циклусот Карно. Анализата на овие процеси се врши со помош на дијаграм во кој се мерат притисокот и волуменот. Целта на моторот може да биде или да го одржи ладен резервоарот број два со вадење топлина од него. Во овој случај ќе зборуваме за машина за ладење. Ако, напротив, целта е да се пренесе топлината во термалниот резервоар број еден, тогаш зборуваме за топлинска пумпа.

Ако анализираме дијаграм за притисок и волумен, ќе видиме дека промените во притисокот и температурата на моторот се прикажани под одредени услови кои се следниве:

  • Сè додека температурата се одржува константна. Тука зборуваме за изотермален процес.
  • Без пренос на топлина. Ова е местото каде што имаме топлинска изолација.

Изотермалните процеси треба да бидат поврзани едни со други и тоа се постигнува благодарение на топлинската изолација.

Фази на циклусот Карно

промена на притисокот и волуменот

На почетната точка можеме да започнеме со кој било дел од циклусот во кој гасот има одредени услови на притисок, волумен и температура. Ова и гасот ќе претрпат низа процеси што ќе го натераат да се врати во почетните услови. Откако гасот се врати во почетните услови, беше во совршена состојба да започне друг циклус. Овие услови се дадени се додека внатрешната енергија на крајот е иста како и внатрешната енергија на почетокот. Ова значи дека енергијата се зачувува. Ние веќе знаеме дека енергијата не е ниту создадена ниту уништена, туку само се трансформира.

Првата фаза од циклусот Карно се базира на изотермална експанзија. Во оваа фаза системот апсорбира топлина од термичкиот резервоар 1 и претрпува изотермална експанзија. Оттука, волуменот на гасот се зголемува и притисокот се намалува. Сепак, температурата останува стабилна, бидејќи кога гасот се шири, се лади. Затоа, знаеме дека нејзината внатрешна енергија останува постојана со текот на времето.

Во втората фаза имаме а адијабатска експанзија. Адијабатик значи дека системот не добива или губи топлина. Ова се постигнува со поставување на гасот во топлинска изолација, како што е наведено погоре. Затоа, во адијабатска експанзија, волуменот се зголемува и притисокот се намалува додека не ја достигне најниската вредност.

Во трета фаза имаме изотермална компресија. Тука ја отстрануваме изолацијата и системот доаѓа во контакт со термалниот резервоар број 2, кој ќе биде на пониска температура. Затоа, системот е одговорен за пренесување на отпадната топлина што не е искористена на овој термален резервоар. Како што се ослободува топлината, притисокот почнува да се зголемува, а волуменот се намалува.

Конечно, во последната фаза од циклусот Карно имаме аадијабатска компресија. Овде се враќаме во фаза на топлинска изолација од системот. Притисокот го зголемува обемот се намалува сè додека повторно не се достигнат почетните услови. Затоа, циклусот е подготвен да започне повторно.

Ограничувања

Како што споменавме претходно, моторот на Карно е идеализиран. Ова значи дека оттогаш има свои ограничувања реалните мотори ја немаат таа 100% ефикасност. Знаеме дека две машини Карно имаат иста ефикасност ако обајцата работат со исти термални резервоари. Оваа изјава значи дека ме интересира каква супстанца користиме, бидејќи перформансите ќе бидат тотално независни и не можат да се подигнат.

Заклучокот што го извлекуваме од претходната анализа е дека циклусот Карно е врв на термодинамичкиот процес до кој идеално може да се дојде. Тоа е, над тоа, нема да има мотор со поголема ефикасност. Знаеме дека фактот на топлинска изолација никогаш не е совршен и адијабатските фази не постојат, бидејќи има размена на топлина со надворешноста.

Во случај на автомобил, моторниот блок се загрева, а од друга страна, мешавината на бензин и воздух не се однесува точно, вие комуницирате идеално. Да не спомнувам некои фактори кои предизвикуваат драстично намалување на перформансите.

Се надевам дека со оваа информација ќе можете да дознаете повеќе за циклусот Карно и неговите карактеристики.


Содржината на статијата се придржува до нашите принципи на уредничка етика. За да пријавите грешка, кликнете овде.

Биди прв да коментираш

Оставете го вашиот коментар

Вашата е-маил адреса нема да бидат објавени. Задолжителни полиња се означени со *

*

*

  1. Одговорен за податоците: Мигел Анхел Гатон
  2. Цел на податоците: Контролирајте СПАМ, управување со коментари.
  3. Легитимација: Ваша согласност
  4. Комуникација на податоците: Податоците нема да бидат соопштени на трети лица освен со законска обврска.
  5. Складирање на податоци: База на податоци хостирани од Occentus Networks (ЕУ)
  6. Права: Во секое време можете да ги ограничите, вратите и избришете вашите информации.