Kana tichitaura mufizikiki uye thermodynamics ye Carnot kutenderera isu tiri kutaura nezve kuteedzana kwemaitiro anoitika muinjini yeCarnot. Icho chinhu chakanakisa chine mashoma mashandisiro-mhando maitiro. Izvi zvinoreva kuti kana maitiro aya aitika, nyika yekutanga inogona kutangwazve. Rudzi urwu rwemota runofungidzirwa mufizikiki seyakanakisa mota uye inoshandiswa kugona kuronga mamwe ma motors.
Muchikamu chino tiri kuzokuudza zvese zvaunoda kuti uzive nezve iyo Carnot kutenderera uye ayo makuru maitiro.
Mhando huru
Tiri kutaura kuti mhando yeinjini iyi inoonekwa seinjini yakanaka. Izvi ndizvozvo sezvo ichishaya kupererwa kwesimba, nekuda kwekukonana nepasi kana nemhepo uye chero rudzi rweiyo viscosity. Zvese izvi hunhu kana kusagadzikana zvinomuka mune chero chaiyo injini, kubvira hazvigoneke kushandura simba remhepo kuita basa rinoshandisika ne100%. Nekudaro, murwi weCarnot unogona kuteedzera ese aya mamiriro kuti akwanise kushanda zvirinani uye kuita kuverenga nenzira yakapusa.
Kana isu tikatenga injini, tinozviita kutanga kubva kune chinhu chinokwanisa kuita basa. Semuenzaniso, zvinhu zvikuru zvinoshandiswa igasi, peturu kana chiutsi. Kana zvinhu izvi zvinokwanisa kuita basa zvikaiswa shanduko dzakasiyana siyana mukushisa nekumanikidza, ivo vanogadzira mamwe misiyano muhuwandu hwavo. Nenzira iyi, pisitoni inogona kutamiswa mukati mekirinda kuti ive nemota.
Chii chinonzi Carnot kutenderera?
Kutenderera uku kunoitika mukati mechirongwa chinonzi injini yeCarnot. Mune injini iyi pane gasi rakanaka iro rakapoteredzwa musilinda uye iro rinopihwa pisitoni. Iyo piston iri kusangana neakasiyana masosi ari pane akasiyana tembiricha. Mune ino system pane mamwe maitiro atinogona kuona mumatanho anotevera:
- Imwe huwandu hwekupisa hunopihwa kuchinhu. Iyi huwandu hwekupisa hunouya kubva pakakwirira tembiricha yekuchengetera dhamu.
- Iyo mota inoita basa nekuda kweiyi kupisa iyo yaizopihwa
- Kumwe kupisa kunoshandiswa uye kumwe kuparara. Iyo tsvina inoendeswa kune inopisa tangi iyo iri pane yakaderera tembiricha.
Kana tangoona maitiro ese, isu tichaenda kunoona ari matanho eiyo Carnot kutenderera ari. Kuongororwa kwemaitiro aya kunoitwa uchishandisa dhizaini umo kuyerwa uye vhoriyamu kuyerwa. Chinangwa cheinjini chinogona kunge chiri chekuchengetedza tangi nhamba mbiri inotonhorera nekubvisa kupisa kubva pairi. Mune ino kesi isu tichave tichitaura nezve inotonhora muchina. Kana, pane zvinopesana, chinangwa chiri chekuendesa kupisa kunzvimbo yekupisa nhamba yekutanga, saka tinenge tichitaura nezve kupisa pombi.
Kana isu tikaongorora kumanikidza uye vhoriyamu dhayagiramu tinoona kuti shanduko mukumanikidza uye tembiricha yeinjini inoratidzwa pasi pemamwe mamiriro ari anotevera:
- Chero bedzi tembiricha ichichengetwa nguva dzose. Pano tiri kutaura nezve isothermal maitiro.
- Hapana kupisa kupisa. Apa ndipo patinodziya kudziya.
Isothermal maitiro anofanirwa kuve nehukama kune mumwe nemumwe uye izvi zvinogoneka nekuda kwekushisa kupisa.
Matanho eiyo Carnot kutenderera
Pakutanga tinogona kutanga nechero chikamu cheiyo kutenderera umo gasi rine mamwe mamiriro ekumanikidza, vhoriyamu uye tembiricha. Iyi uye gasi zvichaita zvakateedzana maitiro anozoitungamira kuti idzokere kumamiriro ekutanga. Kana iyo gasi yadzokera kumamiriro ayo ekutanga, yaive mumamiriro akakwana kutanga imwe kutenderera. Aya mamiriro anopiwa sekureba sekunge simba remukati kumagumo rakafanana nesimba remukati pakutanga. Izvi zvinoreva kuti simba rakachengetedzwa. Isu tatoziva kuti simba harina kusikwa kana kuparadzwa, asi rinoshandurwa chete.
Chikamu chekutanga cheCarnot kutenderera kunoenderana nekuwedzera isothermal. Muchikamu chino sisitimu inotora kupisa kubva mudura rekuchengetera 1 uye inoenda mukuwedzera isothermal. Nekudaro, iro gasi rinowedzera uye kumanikidza kunodzikira. Nekudaro, iyo tembiricha inoramba yakagadzikana kubvira apo iyo gasi inowedzera iyo inotonhora. Naizvozvo, isu tinoziva kuti simba rayo remukati rinoramba riripo nekufamba kwenguva.
Muchikamu chechipiri isu tine kuwedzera adiabatic. Adiabatic zvinoreva kuti iyo system haina kuwana kana kurasikirwa nekupisa. Izvi zvinowanikwa nekuisa gasi mukupisa kwekudziya sezvakaratidzwa pamusoro. Naizvozvo, mune yekuwedzera adiabatic vhoriyamu inowedzera uye kumanikidza kunodzikira kudzamara yasvika kukosha kwayo kwakadzikira.
In the yechitatu nhanho isu tine isothermal compression. Pano isu tinobvisa kuputira uye iyo system inosangana neyakaipisa tangi nhamba 2, inozove iri pasi pekupisa Neichi chikonzero, iyo sisitimu inoona nezve kuendesa iyo tsvina kupisa iyo isati yashandiswa kune ino inopisa tangi. Sezvo kupisa kunosunungura, kumanikidza kunotanga kuwedzera uye vhoriyamu kudzikira.
Chekupedzisira, muchikamu chekupedzisira cheCarnot kutenderera isu tinekudzvinyirira adiabatic. Pano tinodzokera padanho rekupisa kwekushisa nehurongwa. Iko kumanikidza kunowedzera vhoriyamu kunodzikira kudzamara wasvika kune yekutanga mamiriro zvakare. Naizvozvo, kutenderera kwakagadzirira kutanga futi.
Zvinogumira
Sezvambotaurwa, injini yeCarnot yakagadziriswa. Izvi zvinoreva kuti ine painogumira kubvira mota chaidzo hadzina 100% inoshanda. Tinoziva kuti michina miviri yeCarnot ine hunyanzvi hwakaenzana kana ese ari maviri achishanda pamwe chete nemidziyo yekupisa. Chirevo ichi chinoreva kuti ndine hanya nechinhu chatinoshandisa, nekuti mashandiro acho achazvimiririra zvachose uye haigone kusimudzwa.
Mhedziso yatinotora kubva kuongororo yapfuura ndeyekuti iyo Carnot kutenderera ndiyo yepamusoro peiyo thermodynamic maitiro ayo anogona kusvika zvine mutsindo. Ndokunge, kupfuura ipapo, hakuzovi neinjini ine kugona kukuru. Isu tinoziva kuti kupisa kwemafuta hakuna kumbobvira kwakakwana uye madanho ediabatic haapo, nekuti pane kuchinjanisa kupisa nekunze.
Panyaya yemota, injini inodziya uye, kune rimwe divi, musanganiswa wepeturu nemhepo hazviite chaizvo, unotaurirana zvakanaka. Pasina kutaura zvimwe zvinhu izvo kukonzera kudzikira kwakanyanya mukuita.
Ndinovimba kuti neruzivo urwu unogona kudzidza zvakawanda nezve iyo Carnot kutenderera uye maitiro ayo.