Siklo ng Carnot

mga limitasyon

Kapag nagsasalita tayo sa physics at thermodynamics ng Siklo ng Carnot tumutukoy kami sa isang pagkakasunud-sunod ng mga proseso na nagaganap sa isang makina ng Carnot. Ito ay isang perpektong aparato na binubuo lamang ng ilang mga proseso na nababaligtad na uri. Nangangahulugan ito na kapag naganap ang mga prosesong ito, maaaring ipagpatuloy ang paunang estado. Ang ganitong uri ng motor ay isinasaalang-alang sa pisika bilang isang perpektong motor at ginagamit upang maiplano ang natitirang mga motor.

Sa artikulong ito ay sasabihin namin sa iyo ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa ikot ng Carnot at mga pangunahing katangian.

pangunahing katangian

Yugto ng ikot ng Carnot

Pinaguusapan namin na ang ganitong uri ng makina ay isinasaalang-alang bilang isang perpektong engine. Ito ay dahil wala ito pagwawaldas ng enerhiya, dahil sa alitan sa lupa o hangin at walang uri ng lapot. Ang lahat ng mga katangiang ito o kawalan ay lumitaw sa anumang tunay na makina, mula pa imposibleng i-convert ang thermal energy sa magagamit na trabaho ng 100%. Gayunpaman, ang Carnot heap ay maaaring gayahin ang lahat ng mga kundisyong ito upang makapagtrabaho nang mas mahusay at makagawa ng mga kalkulasyon sa isang mas simpleng paraan.

Kapag bumili kami ng isang makina, ginagawa namin ito simula sa isang sangkap na may kakayahang gumawa ng trabaho. Halimbawa, ang pangunahing sangkap na ginamit ay gas, gasolina o singaw. Kapag ang mga sangkap na ito na may kakayahang gumawa ng trabaho ay napapailalim sa iba't ibang mga pagbabago sa parehong temperatura at presyon, bumubuo sila ng ilang mga pagkakaiba-iba sa kanilang dami. Sa ganitong paraan, ang isang piston ay maaaring ilipat sa loob ng isang silindro upang magkaroon ng motor.

Ano ang ikot ng Carnot?

siklo ng karnot

Ang siklo na ito ay nangyayari sa loob ng isang sistemang tinatawag na engine na Carnot. Sa engine na ito mayroong isang perpektong gas na kung saan ay nakapaloob sa isang silindro at kung saan ay ibinigay ng isang piston. Ang piston ay nakikipag-ugnay sa iba't ibang mga mapagkukunan na nasa iba't ibang mga temperatura. Sa sistemang ito mayroong ilang mga proseso na maaari nating makita sa mga sumusunod na hakbang:

  • Ang isang tiyak na halaga ng init ay ibinibigay sa aparato. Ang halagang init na ito ay nagmula sa mataas na temperatura na reservoir ng temperatura.
  • Gumagawa ang motor ng trabaho salamat sa init na ito na ibibigay
  • Ang ilan sa init ay ginagamit at ang ilan ay nasayang. Ang basura ay inililipat sa thermal tank na mas mababang temperatura.

Kapag nakita na natin ang lahat ng mga proseso, titingnan natin kung ano ang mga yugto ng pag-ikot ng Carnot. Ang pagtatasa ng mga prosesong ito ay isinasagawa gamit ang isang diagram kung saan sinusukat ang presyon at dami. Ang layunin ng makina ay maaaring maging pareho upang mapanatili ang cool na bilang ng tanke sa pamamagitan ng pagkuha ng init mula rito. Sa kasong ito ay pag-uusapan natin ang tungkol sa isang paglamig machine. Kung, sa laban, ang layunin ay ilipat ang init sa thermal reservoir ng isang bilang, pagkatapos ay pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang heat pump.

Kung susuriin namin ang isang diagram ng presyon at lakas ng tunog nakikita natin na ang mga pagbabago sa presyon at temperatura ng makina ay ipinapakita sa ilalim ng ilang mga kundisyon na sumusunod:

  • Hangga't ang temperatura ay pinananatiling pare-pareho. Narito pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang proseso ng isothermal.
  • Walang heat transfer. Dito kami mayroong thermal insulation.

Ang mga proseso ng isothermal ay kailangang maiugnay sa bawat isa at nakamit ito salamat sa thermal insulation.

Mga yugto ng ikot ng Carnot

pagbabago ng presyon at dami

Sa panimulang punto maaari kaming magsimula sa anumang bahagi ng pag-ikot kung saan ang gas ay may ilang mga kundisyon ng presyon, dami at temperatura. Ang gas at ito ay sasailalim sa isang serye ng mga proseso na hahantong dito upang bumalik sa mga panimulang kondisyon. Kapag ang gas ay bumalik sa mga paunang kundisyon, ito ay nasa perpektong kondisyon upang magsimula ng isa pang pag-ikot. Ang mga kundisyong ito ay ibinibigay hangga't ang panloob na enerhiya sa dulo ay pareho ng panloob na enerhiya sa simula. Nangangahulugan ito na ang enerhiya ay napanatili. Alam na natin na ang enerhiya ay hindi nilikha o nawasak, ngunit nabago lamang.

Ang unang yugto ng ikot ng Carnot ay batay sa isang pagpapalawak ng isothermal. Sa yugtong ito ang sistema ay sumisipsip ng init mula sa thermal reservoir 1 at sumasailalim sa isang isothermal expansion. Samakatuwid, tumataas ang dami ng gas at bumabawas ang presyon. Gayunpaman, ang temperatura ay mananatiling matatag dahil kapag ang gas ay lumalawak ay lumamig ito. Samakatuwid, alam namin na ang panloob na enerhiya ay mananatiling pare-pareho sa paglipas ng panahon.

Sa pangalawang yugto mayroon kaming a adiabatic expansion. Ang ibig sabihin ng Adiabatic na ang system ay hindi nakakakuha o nawawalan ng init. Nakamit ito sa pamamagitan ng paglalagay ng gas sa pagkakabukod ng init tulad ng ipinahiwatig sa itaas. Samakatuwid, sa isang adiabatic na pagpapalawak ng pagtaas ng dami at ang presyon ay bumababa hanggang sa maabot nito ang pinakamababang halaga.

Sa pangatlong yugto mayroon kaming isang compression ng isothermal. Dito inaalis namin ang pagkakabukod at ang system ay nakikipag-ugnay sa thermal tank number 2, na magiging mas mababang temperatura. Samakatuwid, responsable ang system para sa paglilipat ng basurang init na hindi pa nagamit sa thermal tank. Habang naglalabas ang init, nagsisimula nang tumaas ang presyon at bumababa ang dami.

Sa wakas, sa huling yugto ng pag-ikot ng Carnot mayroon kaming isangadiabatic compression. Bumalik kami dito sa isang yugto ng thermal insulation ng system. Ang presyon ay nagdaragdag ng dami ng bumababa hanggang sa maabot muli ang mga paunang kondisyon. Samakatuwid, ang ikot ay handa na upang magsimula muli.

Mga Limitasyon

Tulad ng nabanggit dati, ang makina ng Carnot ay na-idealize. Nangangahulugan ito na mayroon itong mga limitasyon mula pa ang tunay na mga motor ay walang ganyang 100% na kahusayan. Alam namin na ang dalawang mga makina ng Carnot ay may parehong kahusayan kung pareho silang gumana na may parehong mga thermal reservoir. Ang pahayag na ito ay nangangahulugang pinapahalagahan ko kung anong sangkap ang ginagamit namin, dahil ang pagganap ay ganap na malaya at hindi maiangat.

Ang konklusyon na nakuha namin mula sa nakaraang pag-aaral ay ang pag-ikot ng Carnot ay ang tuktok ng proseso ng thermodynamic na maaaring maabot nang perpekto. Iyon ay, lampas doon, walang makina na may higit na kahusayan. Alam namin na ang katunayan ng pagkakabukod ng thermal ay hindi kailanman perpekto at ang mga yugto ng adiabatic ay hindi umiiral, dahil mayroong isang palitan ng init sa labas.

Sa kaso ng isang kotse, nag-init ang bloke ng engine at sa kabilang banda, ang pinaghalong gasolina at hangin ay hindi kumilos nang eksakto, perpektong nakikipag-usap ka. Hindi banggitin ang ilang mga kadahilanan na maging sanhi ng isang matinding pagbawas sa pagganap.

Inaasahan ko na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa ikot ng Carnot at mga katangian nito.


Ang nilalaman ng artikulo ay sumusunod sa aming mga prinsipyo ng etika ng editoryal. Upang mag-ulat ng isang pag-click sa error dito.

Maging una sa komento

Iwanan ang iyong puna

Ang iyong email address ay hindi nai-publish. Mga kinakailangang patlang ay minarkahan ng *

*

*

  1. Responsable para sa data: Miguel Ángel Gatón
  2. Layunin ng data: Kontrolin ang SPAM, pamamahala ng komento.
  3. Legitimation: Ang iyong pahintulot
  4. Komunikasyon ng data: Ang data ay hindi maiparating sa mga third party maliban sa ligal na obligasyon.
  5. Imbakan ng data: Ang database na naka-host ng Occentus Networks (EU)
  6. Mga Karapatan: Sa anumang oras maaari mong limitahan, mabawi at tanggalin ang iyong impormasyon.