Markaan kuhadalno cilmiga fiisigiska iyo kuleylka ee Wareegga Carnot waxaan ula jeednaa taxane ah howlaha ka dhaca mashiinka Carnot. Waa qalab ku habboon oo ka kooban oo keliya dhawr hab oo nooc dib-u-celin ah. Taas macnaheedu waxa weeye in mar haddii hawlahan la qabtay, xaaladdii bilowga ahayd dib loo bilaabi karo. Mashiinka noocan ah waxaa loo tixgeliyaa fiisikiska inuu yahay matoor ku habboon waxaana loo isticmaalaa in lagu qorsheeyo inta ka hartay matoorrada.
Maqaalkani waxaan kuu sheegeynaa wax kasta oo aad u baahan tahay inaad ka ogaato wareegga Carnot iyo astaamaha ugu waaweyn.
Astaamaha ugu muhiimsan
Waxaan ka hadlaynaa in noocan mashiinka ah loo tixgeliyo inuu yahay mashiin ku habboon. Tani waa tan tan iyo markii ay ka maqan tahay faafinta tamarta, sababtoo ah isqabqabsiga dhulka ama hawada iyo nooc nooc ah oo nafwaa ah. Dhammaan astaamahan ama faa'iido darradoodu waxay ku soo baxaan mashiin kasta oo dhab ah, tan iyo Suuragal maaha in tamarta kuleylka ah loogu badalo shaqo la isticmaali karo 100%. Si kastaba ha noqotee, qashinka Carnot wuxuu u ekeysiin karaa dhammaan shuruudahan si ay u awoodaan inay si fiican u shaqeeyaan oo ay xisaab ugu sameeyaan hab ka fudud.
Markaan iibsano matoor, waxaan sameynaa iyadoo ka bilaabaneysa walax awood u leh inay shaqeyso. Tusaale ahaan, walxaha ugu muhiimsan ee la isticmaalo waa gaaska, baasiinka ama uumiga. Marka maadooyinkan karti u leh inay shaqeeyaan ay ku dhacaan isbeddelo kala duwan oo heerkulka iyo cadaadiska ah, waxay ku abuuraan xoogaa kala duwanaansho mugooda ah. Sidan oo kale, bistoolad waxaa lagu dhex dhaqaajin karaa dhululubo si loo helo mootada.
Waa maxay wareegga Carnot?
Wareegtani waxay ku dhacdaa nidaam loo yaqaan mashiinka Carnot. Mashiinkaan waxaa kujira gaas aad ufiican kaas oo kuxiran dhululubo lagana siinayo bistoolad. Bistooladda waxay la xiriirtaa ilo kala duwan oo heerkullo kala duwan leh. Nidaamkan waxaa jira habab qaarkood oo aan ku arki karno tallaabooyinka soo socda:
- Qadar cayiman oo kuleyl ah ayaa la siiyaa qalabka. Qaddarkan kuleylka ah wuxuu ka yimaadaa kaydka kuleylka ee heerkulka sare.
- Mootadu waxay qabataa shaqo mahadnaqda kuleylka la bixin doono
- Qaar ka mid ah kuleylka ayaa la isticmaalaa qaarna waa la lumiyaa. Qashinka waxaa loo wareejiyaa haanta kuleylka ee heerkulkeedu hooseeyo.
Markaan aragnay dhammaan howlaha, waxaan arki doonnaa waxa ay yihiin heerarka wareegga 'Carnot cycle'. Falanqaynta nidaamyadan waxaa lagu fuliyaa iyadoo la adeegsanayo jaantus lagu cabiro cadaadiska iyo mugga. Ujeedada mishiinku wuxuu noqon karaa inuu haanta taangiga lambar labaad qaboojiyo iyadoo laga soo saarayo kuleylka. Xaaladdan oo kale waxaan ka hadlaynaa mashiinka qaboojinta. Haddii, liddi ku ah, ujeeddadu tahay in kuleylka loo wareejiyo hareeraha kuleylka lambarka koowaad, markaa waxaan ka hadlaynaa bamka kuleylka.
Haddii aan falanqeyno cadaadiska iyo jaantuska shaxanka waxaan aragnaa in isbeddelada cadaadiska iyo heerkulka mishiinka lagu muujiyey xaalado gaar ah kuwa soo socda:
- Ilaa heerkulka si joogto ah loo ilaaliyo. Halkan waxaan ka hadlaynaa geeddi-socodka isothermal.
- Kala wareejin la'aan. Tani waa halka aan ku leenahay kuleylka kuleylka.
Nidaamyada is-goyska waxay u baahan yihiin in midba midka kale ku xirnaado tanna waxaa lagu gaarey mahadnaqa kuleylka.
Marxaladaha wareegga Carnot
Barta bilowga waxaan ku bilaabi karnaa qayb kasta oo ka mid ah wareegga oo gaasku leeyahay xaalado cayiman oo cadaadis, mug iyo heerkulba leh. Tan iyo gaaska waxay mari doonaan geedi socodyo taxane ah kuwaas oo u horseedi doona inay dib ugu laabato xaaladaha bilowga ah. Markii gaasku ku soo noqday xaaladihiisii hore, wuxuu ku jiray xaalad qumman inuu bilaabo wareeg kale. Xaaladahan waxaa la bixiyaa illaa inta tamarta gudaha ee dhammaadka ay la mid tahay tan gudaha ee bilowga. Tan macnaheedu waa in tamarta la dhowro. Waxaan horey u ognahay in tamarta aan la abuurin ama la burburin, laakiin kaliya la beddelay.
Marxaladda ugu horreysa ee wareegga 'Carnot' waxay ku saleysan tahay is-ballaarin heer-kul ah. Marxaladdan nidaamku wuxuu kaqaadaa kuleylka haanta kuleylka 1 wuxuuna maraa isballaarin heer kul ah. Sidaa awgeed, mugga gaaska ayaa kordha cadaadiskuna wuu yaraadaa. Si kastaba ha noqotee, heerkulku wuu xasilloon yahay tan iyo markii gaasku ballaadhiyo wuu qaboobaa. Sidaa darteed, waxaan ognahay in tamarteedu ay joogto tahay muddo kadib.
Marxaladda labaad waxaan leenahay a fidinta adiabatic. Adiabatic waxaa loola jeedaa in nidaamku uusan helin ama lumin kuleylka. Tan waxaa lagu gaaraa iyada oo la dhigayo gaaska kuleylka kuleylka sida kor ku xusan. Sidaa darteed, marka la ballaariyo adiabatic-ka muggu wuu kordhaa cadaadiskuna wuu yaraadaa illaa ay ka gaarto qiimaheeda ugu hooseeya.
In marxaladda saddexaad waxaan leenahay isku-buufinta jirka. Halkan waxaan ka saareynaa daboolka oo nidaamku wuxuu la xiriirayaa taangiga kuleylka lambarka 2, oo ku jiri doona heerkul hoose. Sababtaas awgeed, nidaamku wuxuu mas'uul ka yahay wareejinta kuleylka qashinka ee aan loo isticmaalin haanta kuleylka ah. Markay kuleylka sii deynayaan, cadaadisku wuxuu bilaabmayaa inuu kordho muggiisuna hoos u dhaco.
Ugu dambeyntiina, marxaladda ugu dambeysa ee wareegga Carnot waxaan leenahay acadaadis adiabatic ah. Halkan waxaan ugu laabaneynaa marxalad ka mid ah kuleylka kuleylka ee nidaamka. Cadaadisku wuxuu kordhiyaa mugga hoos u dhaca ilaa laga gaaro heerarka hore markale. Sidaa darteed, wareegga ayaa diyaar u ah inuu mar kale bilowdo.
Xadidyada
Sidaan horay u soo sheegnay, mashiinka 'Carnot' waa mid ku habboon. Tan macnaheedu waa inay leedahay xaddidaadkeeda tan iyo markii matoorrada dhabta ahi ma hayaan waxtarkaas 100% ah. Waxaan ognahay in laba mashiin oo Carnot ah ay leeyihiin waxqabad isku mid ah hadii ay labaduba kuwada shaqeeyaan isla hal kaydad kululeed. Hadalkani wuxuu macnihiisu yahay inaan daneeyo walaxda aan isticmaalno, maaddaama waxqabadka uu gebi ahaanba madaxbannaan yahay oo aan kor loo qaadi karin.
Gunaanadka aan ka soo qaadaneyno falanqeyntii hore ayaa ah in wareegga 'Carnot' uu yahay midka ugu sarreeya geeddi-socodka heer-sarreynta ee sida ugu habboon loo gaari karo. Taasi waa, wixii intaa dhaafsiisan, ma jiri doono matoor leh waxqabad weyn. Waan ognahay in xaqiiqda kuleylka kuleylka uusan waligiis fiicnayn oo heerarka adiabatic aysan jirin, maaddaama ay jirto isweydaarsi kuleyl ah oo ka baxsan.
Xaalada baabuurka, qeybta matoorku wuu kululaadaa, dhanka kale, isku darka shidaalka iyo hawadu si sax ah uma dhaqmaan, waxaad ku wada xiriireysaa si habboon. Ma aha in la xuso qodobo ka mid ah hoos u dhac xoog leh ku keenaya waxqabadka.
Waxaan rajeynayaa in macluumaadkan aad wax badan kaga baran karto wareegga Carnot iyo astaamahiisa.