Ċiklu Carnot

limitazzjonijiet

Meta nitkellmu fil-fiżika u t-termodinamika tal- Ċiklu Carnot qed nirreferu għal sekwenza ta 'proċessi li jseħħu f'magna Carnot. Huwa apparat ideali li jikkonsisti fi ftit proċessi tat-tip riversibbli. Dan ifisser li ladarba jsiru dawn il-proċessi, l-istat inizjali jista 'jerġa' jibda. Dan it-tip ta 'mutur huwa kkunsidrat fil-fiżika bħala mutur ideali u jintuża biex ikun jista' jippjana l-bqija tal-muturi.

F'dan l-artikolu se ngħidulek dak kollu li għandek bżonn tkun taf dwar iċ-ċiklu Carnot u l-karatteristiċi ewlenin tiegħu.

Il-karatteristiċi ewlenin

Stadju taċ-ċiklu Carnot

Qed nitkellmu li dan it-tip ta 'magna hija kkunsidrata bħala magna ideali. Dan huwa hekk peress li hija nieqsa mid-dissipazzjoni tal-enerġija, minħabba frizzjoni mal-art jew bl-arja u l-ebda tip ta 'viskożità. Dawn il - karatteristiċi jew inkonvenjenza kollha jinqalgħu fi kwalunkwe magna reali, peress li huwa impossibbli li tikkonverti l-enerġija termali f'xogħol użabbli b'100%. Madankollu, il-borġ Carnot jista 'jissimula dawn il-kundizzjonijiet kollha biex ikun jista' jaħdem aħjar u jagħmel kalkoli b'mod aktar sempliċi.

Meta nixtru magna nagħmluha billi nibdew minn sustanza li kapaċi tagħmel xogħol. Pereżempju, is-sustanzi ewlenin użati huma l-gass, il-gażolina jew il-fwar. Meta dawn is-sustanzi li kapaċi jagħmlu xogħol huma soġġetti għal bidliet varji kemm fit-temperatura kif ukoll fil-pressjoni, jiġġeneraw xi varjazzjonijiet fil-volum tagħhom. B'dan il-mod, pistun jista 'jiġi mċaqlaq ġewwa ċilindru biex ikollu l-mutur.

X'inhu ċ-ċiklu Carnot?

ċiklu carnot

Dan iċ-ċiklu jseħħ f’sistema msejħa l-magna Carnot. F'din il-magna hemm gass ideali li huwa magħluq f'ċilindru u li huwa pprovdut bi pistun. Il-pistun huwa f'kuntatt ma 'diversi sorsi li huma f'temperaturi differenti. F’din is-sistema hemm xi proċessi li nistgħu naraw fil-passi li ġejjin:

  • Ċertu ammont ta 'sħana huwa fornut lill-apparat. Dan l-ammont ta 'sħana ġej mill-ġibjun termali b'temperatura għolja.
  • Il-mutur iwettaq xogħol grazzi għal din is-sħana li tkun fornuta
  • Uħud mis-sħana jintużaw u oħrajn jinħlew. L-iskart jiġi ttrasferit lejn it-tank termali li jkun f'temperatura aktar baxxa.

Ladarba rajna l-proċessi kollha, se naraw x'inhuma l-istadji taċ-ċiklu Carnot. L-analiżi ta 'dawn il-proċessi titwettaq bl-użu ta' dijagramma li fiha jitkejlu l-pressjoni u l-volum. L-iskop tal-magna jista 'jkun jew biex iżomm it-tank numru tnejn frisk billi jiġbed is-sħana minnha. F'dan il-każ se nkunu qed nitkellmu dwar magna li tkessaħ. Jekk, għall-kuntrarju, l-għan huwa li s-sħana tittrasferixxi numru wieħed lill-ġibjun termali, allura qed nitkellmu dwar pompa tas-sħana.

Jekk nanalizzaw dijagramma tal-pressjoni u l-volum naraw li bidliet fil-pressjoni u t-temperatura tal-magna huma murija taħt ċerti kundizzjonijiet li huma dawn li ġejjin:

  • Sakemm it-temperatura tinżamm kostanti. Hawnhekk qed nitkellmu dwar proċess isotermiku.
  • L-ebda trasferiment tas-sħana. Hawnhekk għandna insulazzjoni termali.

Il-proċessi iżotermali jeħtieġ li jkunu konnessi ma 'xulxin u dan jinkiseb grazzi għall-insulazzjoni termali.

Stadji taċ-ċiklu Carnot

pressjoni u bidla fil-volum

Fil-punt tat-tluq nistgħu nibdew bi kwalunkwe parti taċ-ċiklu li fiha l-gass għandu ċerti kundizzjonijiet ta 'pressjoni, volum u temperatura. Dan u l-gass se jgħaddu minn serje ta 'proċessi li jwassluh biex jerġa' lura għall-kundizzjonijiet tal-bidu. Ladarba l-gass kien reġa 'lura għall-kundizzjonijiet inizjali tiegħu, kien f'kondizzjoni perfetta biex jibda ċiklu ieħor. Dawn il-kundizzjonijiet jingħataw sakemm l-enerġija interna fl-aħħar tkun l-istess bħall-enerġija interna fil-bidu. Dan ifisser li l-enerġija hija kkonservata. Aħna diġà nafu li l-enerġija la hija maħluqa u lanqas meqruda, iżda biss trasformata.

L-ewwel stadju taċ-ċiklu Carnot huwa bbażat fuq espansjoni isotermika. F'dan l-istadju, is-sistema tassorbi s-sħana mit-tank termali 1 u tgħaddi minn espansjoni isotermika. Għalhekk, il-volum tal-gass jiżdied u l-pressjoni tonqos. Madankollu, it-temperatura tibqa 'stabbli peress li meta l-gass jespandi jibred. Għalhekk, nafu li l-enerġija interna tagħha tibqa 'kostanti maż-żmien.

Fit-tieni stadju għandna espansjoni adiabatika. Adiabatic ifisser li s-sistema ma tiksibx jew titlef is-sħana. Dan jinkiseb billi l-gass jitqiegħed f'iżolazzjoni tas-sħana kif indikat hawn fuq. Għalhekk, f'espansjoni adiabatika l-volum jiżdied u l-pressjoni tonqos sakemm tilħaq l-inqas valur tagħha.

Fil- it-tielet stadju għandna kompressjoni isotermika. Hawnhekk inneħħu l-insulazzjoni u s-sistema tiġi f'kuntatt mat-tank termali numru 2, li jkun f'temperatura aktar baxxa. Għal din ir-raġuni, is-sistema hija responsabbli għat-trasferiment tas-sħana mormija li ma ntużatx f'dan it-tank termali. Hekk kif tirrilaxxa s-sħana, il-pressjoni tibda tiżdied u l-volum jonqos.

Fl-aħħarnett, fl-aħħar stadju taċ-ċiklu Carnot għandnakompressjoni adiabatika. Hawnhekk immorru lura għal stadju ta 'insulazzjoni termali mis-sistema. Il-pressjoni żżid il-volum jonqos sakemm jerġa 'jilħaq il-kundizzjonijiet inizjali. Għalhekk, iċ-ċiklu huwa lest biex jerġa 'jibda.

Limitazzjonijiet

Kif imsemmi qabel, il-magna tal-Carnot hija idealizzata. Dan ifisser li minn dakinhar għandu l-limitazzjonijiet tiegħu muturi reali m'għandhomx dik l-effiċjenza ta '100%. Nafu li żewġ magni Carnot għandhom l-istess effiċjenza jekk it-tnejn joperaw bl-istess ġibjuni termali. Din id-dikjarazzjoni tfisser li jimpurtani liema sustanza nużaw, billi l-prestazzjoni tkun totalment indipendenti u ma tistax titqajjem.

Il-konklużjoni li nieħdu mill-analiżi preċedenti hija li ċ-ċiklu Carnot huwa l-quċċata tal-proċess termodinamiku li idealment jista 'jintlaħaq. Fi kliem ieħor, lil hinn minn dan, mhux se jkun hemm magna b'effiċjenza akbar. Aħna nafu li l-fatt ta 'insulazzjoni termali qatt mhu perfett u l-istadji adiabatiċi ma jeżistux, peress li hemm skambju ta' sħana ma 'barra.

Fil-każ ta 'karozza, il-blokka tal-magna tisħon u, min-naħa l-oħra, it-taħlita ta' gażolina u arja ma ġġibx ruħha eżattament, inti tikkomunika idealment. Biex ma nsemmux xi fatturi li jikkawża tnaqqis drastiku fil-prestazzjoni.

Nispera li b'din l-informazzjoni tista 'titgħallem aktar dwar iċ-ċiklu Carnot u l-karatteristiċi tiegħu.


Il-kontenut tal-artikolu jaderixxi mal-prinċipji tagħna ta ' etika editorjali. Biex tirrapporta żball ikklikkja hawn.

Kun l-ewwel li tikkummenta

Ħalli l-kumment tiegħek

Your email address mhux se jkun ippubblikat. oqsma meħtieġa huma mmarkati bl *

*

*

  1. Responsabbli għad-dejta: Miguel Ángel Gatón
  2. Għan tad-dejta: Kontroll SPAM, ġestjoni tal-kummenti.
  3. Leġittimazzjoni: Il-kunsens tiegħek
  4. Komunikazzjoni tad-dejta: Id-dejta ma tiġix ikkomunikata lil partijiet terzi ħlief b'obbligu legali.
  5. Ħażna tad-dejta: Bażi tad-dejta ospitata minn Occentus Networks (UE)
  6. Drittijiet: Fi kwalunkwe ħin tista 'tillimita, tirkupra u tħassar l-informazzjoni tiegħek.