Hvad er Carnot -cyklussen?
Carnot -cyklussen er en idealiseret termodynamisk cyklus, der beskriver en perfekt varmemotor. Alle ægte varmemotorer er ufuldkomne tilnærmelser af den teoretiske perfektion, der er legemliggjort af Carnot -cyklussen. I Carnot -cyklus konverteres ikke al varmeenergi til mekanisk arbejde, men en stor del er - den største del, der er tilladt ved fysisk lov.
En varmemotor producerer arbejde fra temperaturforskellen for to reservoirer. I en forbrændingsmotor er det ene reservoir den varme, der oprettes inde i motoren ( kilde ), og den anden er de ydre omgivelser ( synke ). Varmen, der genereres af kilden, får gassen inde i cylinderen til at udvide sig, hvilket driver et stempel, der fungerer. Den termodynamiske tilstand af gassen - ekspanderende, men med en konstant temperatur - kaldes isotermisk Hvis varmen blev holdt kontinuerligt, ville cylinderen eksplodere. Gassen begynder at misteTemperatur, når den når sit maksimale volumen, og fungerer ikke mere på stemplet. Dette kaldes adiabatisk ekspansion af gassen. Derefter vender stemplet kursus, komprimerer gassen, indtil den begynder at nå en maksimal temperatur og fysisk modstand på grund af den varme, den indeholder, hvilket sætter systemet tilbage i sin starttilstand. Så begynder cyklussen igen.
Der er mange forskellige typer varmemotorer. Alle arbejder med den velkendte temperaturgradient mellem en kilde og en vask. For at maksimere effektiviteten af varmemotorer skal de være godt isoleret. I de fleste motorer, der bruges i dag, forbliver gassen en gas i hele cyklussen, men i dampmotorer forekommer en faseændring mellem væske og gas.
I en perfekt Carnot -cyklus sker alle fire trin meget langsomt for at minimere entropien eller termodynamisk irreversibilitet skabt af processen. I virkeligheden skrider trinene spørgsmålUickly, og entropi genereres, hvilket betyder, at cyklussen ikke kan fortsætte for evigt. Cylinderens vægge nedbrydes, varme fra det indre af motoren går tabt til eksterne omgivelser og så videre. Carnot -cyklus kan køres omvendt for at skabe et køleskab.