Was ist der Carnot -Zyklus?
Der Carnot -Zyklus ist ein idealisierter thermodynamischer Zyklus, der einen perfekten Wärmemotor beschreibt. Alle realen Wärmemotoren sind unvollkommene Annäherungen an die theoretische Perfektion, die durch den Carnot -Zyklus verkörpert wird. Im Carnot -Zyklus wird nicht die gesamte Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt, aber ein großer Teil ist - der größte Teil, der nach physikalischem Recht zulässig ist. In einem Verbrennungsmotor ist ein Reservoir die im Motor erzeugte Wärme ( Source ), und das andere ist die externe Umgebung ( Waschbecken ). Die von der Quelle erzeugte Wärme bewirkt, dass sich das Gas im Zylinder ausdehnt und einen Kolben antreibt, der funktioniert. Der thermodynamische Zustand des Gases - expandieren, aber mit einer konstanten Temperatur - wird isotherme . Wenn die Hitze kontinuierlich aufbewahrt würde, würde der Zylinder explodieren. Das Gas beginnt zu verlierenTemperatur, wenn es sein maximales Volumen erreicht und nicht mehr am Kolben arbeitet. Dies nennt man die adiabatische Expansion des Gases. Dann kehrt der Kolben den Kurs um und komprimiert das Gas, bis er aufgrund der Wärme, die es enthält, eine maximale Temperatur und einen physischen Widerstand erreicht und das System wieder in seinen Startzustand bringt. Dann beginnt der Zyklus wieder.
Es gibt viele verschiedene Arten von Wärmemotoren. Alle arbeiten an dem vertrauten Temperaturgradienten zwischen einer Quelle und einer Spüle. Um die Effizienz von Wärmemotoren zu maximieren, müssen sie gut isoliert sein. In den meisten heute verwendeten Motoren bleibt das Gas während des gesamten Zyklus ein Gas, aber in Dampfmaschinen tritt eine Phasenänderung zwischen Flüssigkeit und Gas auf.
In einem perfekten Carnot -Zyklus treten alle vier Schritte sehr langsam auf, um die Entropie oder die thermodynamische Irreversibilität zu minimieren, die durch den Prozess erzeugt wird. In Wirklichkeit führt die Schritte voran qUicky und Entropie wird erzeugt, was bedeutet, dass der Zyklus nicht für immer weitergehen kann. Die Wände des Zylinders verschlechtern sich, die Wärme aus dem Innenraum des Motors gehen in die äußere Umgebung und so weiter. Der Carnot -Zyklus kann umgekehrt ausgeführt werden, um einen Kühlschrank zu erstellen.