Jaký je cyklus Carnot?

Cyklus Carnot je idealizovaný termodynamický cyklus, který popisuje dokonalý tepelný motor. Všechny reálné tepelné motory jsou nedokonalými aproximacemi teoretické dokonalosti ztělesněné cyklem Carnot. V cyklu Carnot není veškerá tepelná energie přeměněna na mechanickou práci, ale velká část je - největší část povolená fyzickým právem.

Tepelný motor produkuje práci z teplotního rozdílu dvou nádrží. Ve spalovacím motoru je jedním nádržcem teplo vytvořené uvnitř motoru ( zdroj ) a druhým je vnější okolí ( umyvadlo ). Teplo generované zdrojem způsobuje expanzi plynu uvnitř válce a řídí píst, který funguje. Termodynamický stav plynu - rozšiřující se, ale s konstantní teplotou - se nazývá isotermální .

Nakonec je zdroj tepla odstraněn a plyn se zastaví tak rychle. Pokud by bylo teplo udržováno nepřetržitě, válec by explodoval. Plyn začíná ztrácetTeplota při dosahování svého maximálního objemu a na pístu už nefunguje. Tomu se nazývá adiabatická expanze plynu. Potom píst obrátí kurz, stlačuje plyn, dokud nezačne dosáhnout maximální teploty a fyzické odolnosti v důsledku tepla, který obsahuje, a dává systém zpět do svého počátečního stavu. Pak cyklus začíná znovu.

Existuje mnoho různých typů tepelných motorů. Všechny pracují na známé teplotní gradient mezi zdrojem a dřezem. Pro maximalizaci účinnosti tepelných motorů musí být dobře izolované. Ve většině používaných motorů zůstává plyn v průběhu cyklu plyn, ale v parních strojích dochází mezi kapalinou a plynem fázová změna.

V perfektním cyklu Carnot se všechny čtyři kroky vyskytují velmi pomalu, aby se minimalizovala entropii nebo termodynamickou nevratnost, vytvořenou procesem. Ve skutečnosti kroky postupují qUickly a entropie se generuje, což znamená, že cyklus nemůže pokračovat navždy. Stěny válce degradují, teplo z vnitřku motoru se ztratí do vnějšího prostředí atd. Cyklus Carnot může být spuštěn opačně a vytvořit ledničku.