Siklus Carnot

watesan

Nalika urang nyarios dina fisika sareng termodinamika di Siklus Carnot urang nuju ngarujuk kana sekuen prosés anu lumangsung dina mesin Carnot. Mangrupikeun alat idéal anu ngan ukur aya sababaraha prosés anu tiasa dibalikkeun. Ieu ngandung hartos pas prosés ieu dilakukeun, kaayaan awal tiasa dilanjutkeun. Jenis motor ieu dianggap dina fisika salaku motor idéal sareng biasa tiasa ngarencanakeun sésa-sésa motor.

Dina tulisan ieu kami bade nyaritakeun sadayana anu anjeun kedah terang ngeunaan siklus Carnot sareng ciri utami.

Ciri utama

Tahap siklus Carnot

Kami nyarios yén mesin jenis ieu dianggap salaku mesin idéal. Ieu sabab teu kakurangan énergi, kusabab gesekan sareng taneuh atanapi hawa sareng henteu aya jinis viskositas. Sadaya ciri atanapi karugian ieu timbul dina mesin nyata, sabab teu mungkin pikeun ngarobah énergi termal kana karya anu tiasa dianggo ku 100%. Nanging, tumpukan Carnot tiasa nyimulasikeun sadaya kaayaan ieu supados tiasa dianggo langkung saé sareng ngadamel itungan ku cara anu langkung saderhana.

Nalika urang mésér mesin urang ngalakukeun éta mimitian ti zat anu sanggup ngalakukeun pagawéan. Salaku conto, zat utama anu dianggo nyaéta bénsin, béngsin atanapi uap. Nalika zat ieu anu sanggup ngalakukeun pagawéan dilebetkeun kana sababaraha parobahan dina suhu sareng tekanan, ngahasilkeun sababaraha variasi dina jilidna. Ku cara kieu, piston tiasa dipindahkeun dina silinder pikeun ngagaduhan motorna.

Naon ari siklus Carnot?

siklus karnot

Siklus ieu lumangsung dina sistem anu disebut mesin Carnot. Dina mesin ieu aya gas idéal anu dibungkus dina silinder sareng anu disayogikeun sareng piston. Piston kontak sareng sababaraha sumber anu dina suhu anu bénten. Dina sistem ieu aya sababaraha prosés anu tiasa urang ringkeskeun dina léngkah-léngkah ieu:

  • Jumlah panas anu disayogikeun ka alat. Jumlah panas ieu asalna tina reservoir termal suhu luhur.
  • Motor ngalakukeun pagawéan berkat panas ieu anu bakal dibekelan
  • Sababaraha panas dianggo sareng aya anu miceun. Runtah dipindahkeun kana bak termal anu aya dina suhu anu langkung handap.

Sakali kami parantos ningal sadaya prosés, urang badé ningali kumaha tahapan siklus Carnot. Analisis prosés ieu dilaksanakeun nganggo diagram numana tekanan sareng volume diukur. Tujuan mesinna tiasa waé pikeun ngajaga tank nomer dua keren ku cara nyaring panasna. Dina hal ieu urang bakal nyarios ngeunaan mesin pendingin. Upami, sabalikna, tujuanna nyaéta mindahkeun panas kana waduk termal nomer hiji, maka urang nyarioskeun pompa panas.

Upami urang nganalisis diagram tekanan sareng volume urang tingali yén parobahan tekanan sareng suhu mesin ditingalikeun dina kaayaan anu tangtu sapertos kieu:

  • Salami suhu tetep konstan. Di dieu urang nyarioskeun ngeunaan prosés isothermal.
  • Teu mindahkeun panas. Ieu dimana urang gaduh insulasi termal.

Prosés Isotermal kedah saling hubungkeun sareng ieu kahontal berkat insulasi termal.

Tahap siklus Carnot

tekanan sareng parobihan volume

Dina titik awal urang tiasa ngamimitian ku bagian mana waé dina siklus anu gasna ngagaduhan kaayaan tekanan, volume sareng suhu anu tangtu. Ieu sareng gas bakal ngalaman séri prosés anu bakal tiasa ngauihkeun deui kana kaayaan anu dimimitian. Sakali bénsina parantos balik kana kaayaan awalna, éta dina kaayaan anu sampurna pikeun ngamimitian siklus anu sanés. Kaayaan ieu dibéré salami énergi internal dina tungtungna sami sareng énergi internal dina awal. Ieu ngandung harti yén énergi dilestarikan. Kami parantos terang yén énergi henteu diciptakeun atanapi ditumpes, tapi ngan ukur dirobah.

Tahap kahiji siklus Carnot dumasarkeun kana ékspansi isotermal. Dina tahap ieu, sistem nyerep panas tina tank termal 1 sareng ngalaman ékspansi isotermal. Maka, volume gas naék sareng tekanan na turun. Nanging, suhuna tetep stabil kumargi nalika bénsin ngalegaan janten tiis. Kituna, urang terang yén énergi internal na tetep konstan kana waktu.

Dina tahap kadua urang gaduh ékspansi adiabatic. Adiabatic hartosna yén sistem henteu kéngingkeun atanapi kaleungitan panas. Ieu dihontal ku cara nempatkeun gas dina insulasi panas sapertos anu dituduhkeun di luhur. Ku alatan éta, dina ékspansi adiabatic volume naék sareng tekanan turun dugi ka ngahontal nilaina panghandapna.

dina tahap katilu urang ngagaduhan komprési isothermal. Di dieu urang miceun insulasi sareng sistem janten kontak sareng tank termal nomer 2, anu bakal dina suhu anu langkung handap. Kusabab kitu, sistem bertanggung jawab pikeun mindahkeun panas limbah anu teu acan dianggo kana bak termal ieu. Nalika panas dileupaskeun, tekanan mimiti ningkat sareng volume turunna.

Tungtungna, dina tahap terakhir siklus Carnot urang gaduhkomprési adiabatic. Di dieu urang balik kana tahapan insulasi termal ku sistem. Tekanan naékkeun polumeu nurun dugi ka ngahontal kaayaan awal deui. Kituna, siklusna siap ngamimitian deui.

Watesan

Sakumaha didadarkeun di sateuacanna, mesin Carnot didesain. Ieu ngandung harti yén éta ngagaduhan watesan saprak motor asli henteu ngagaduhan efisiensi 100% éta. Urang terang yén dua mesin Carnot gaduh efisiensi anu sami upami duanana ngaoperasikeun sareng waduk termal anu sami. Pernyataan ieu hartosna yén kuring paduli kana zat naon anu kami anggo, kumargi pagelaran éta bakal mandiri sareng henteu tiasa diangkat.

Kacindekan anu urang angkat tina analisis sateuacanna nyaéta siklus Carnot mangrupikeun bagian luhur prosés termodinamika anu tiasa dihontal sacara ideal. Kalayan kecap séjén, saluareun éta, moal aya mesin kalayan épisiénsi anu langkung ageung. Kami terang yén kanyataan insulasi termal henteu pernah sampurna sareng tahapan adiabatic henteu aya, kusabab aya pertukaran panas sareng luar.

Dina kasus mobil, blok mesin janten panas sareng, di sisi anu sanésna, campuran béngsin sareng hawa henteu kabiasaan leres, anjeun komunikasi sacara ideal. Henteu kakantun sababaraha faktor éta ngabalukarkeun réduksi kinerja anu drastis.

Kuring miharep yén kalayan inpormasi ieu anjeun tiasa diajar langkung seueur ngeunaan siklus Carnot sareng ciri-cirina.


Eusi tulisan taat kana prinsip urang tina étika éditorial. Pikeun ngalaporkeun kasalahan klik di dieu.

Janten kahiji komen

Ninggalkeun koméntar anjeun

email alamat anjeun moal diterbitkeun. Widang diperlukeun téh ditandaan ku *

*

*

  1. Jawab data: Miguel Ángel Gatón
  2. Tujuan tina data: Kontrol SPAM, manajemén koméntar.
  3. Legitimasi: idin anjeun
  4. Komunikasi data: Data moal dikomunikasikan ka pihak katilu kacuali ku kawajiban hukum.
  5. Panyimpenan data: Basis data anu diayakeun ku Occentus Networks (EU)
  6. Hak: Iraha waé anjeun tiasa ngawatesan, cageur sareng mupus inpormasi anjeun.