Jaki jest cykl Carnot?
Cykl Carnot to wyidealizowany cykl termodynamiczny, który opisuje idealny silnik cieplny. Wszystkie prawdziwe silniki cieplne są niedoskonałymi przybliżeniami teoretycznej doskonałości zawartej w cyklu Carnota. W cyklu Carnota nie cała energia cieplna jest przekształcana w prace mechaniczne, ale duża część to - największa część dozwolona przez prawo fizyczne.
Silnik cieplny wytwarza prace z różnicy temperatury dwóch zbiorników. W silniku spalinowym jednym zbiornikiem jest ciepło utworzone wewnątrz silnika (źródło ), a drugie to zewnętrzne otoczenie ( zlew ). Ciepło wytwarzane przez źródło powoduje rozszerzenie gazu wewnątrz cylindra, napędzając tłok, który działa. Stan termodynamiczny gazu - rozszerzający się, ale o stałej temperaturze - nazywa się izotermiczny .
W końcu źródło ciepła jest usuwane, a gaz przestaje się rozszerzyć tak szybko. Gdyby ciepło było utrzymywane w sposób ciągły, cylinder eksplodowałby. Gaz zaczyna przegrywaćTemperatura, gdy osiąga maksymalną objętość i nie działa już na tłok. Nazywa się to ekspansją adiabatyczną gazu. Następnie tłok odwraca kurs, ściskając gaz, aż zacznie osiągnąć maksymalną temperaturę i odporność fizyczną z powodu zawartego ciepła, cofając system z powrotem do stanu początkowego. Potem cykl zaczyna się od nowa.
Istnieje wiele różnych rodzajów silników cieplnych. Cała praca nad znanym gradientem temperatury między źródłem a zlewem. Aby zmaksymalizować wydajność silników cieplnych, muszą być dobrze izolowane. W większości używanych obecnie silników gaz pozostaje gazem w całym cyklu, ale w silnikach parowych następuje zmiana fazowa między cieczą a gazem.
W idealnym cyklu Carnota wszystkie cztery kroki zdarzają się bardzo powoli, aby zminimalizować entropię lub nieodwracalność termodynamiczną, stworzoną przez proces. W rzeczywistości kroki postępują qUickly i entropia jest generowana, co oznacza, że cykl nie może trwać wiecznie. Ściany cylindra degradują się, ciepło z wnętrza silnika gubią się na zewnętrzne otoczenie i tak dalej. Cykl Carnot można uruchomić w odwrotnej części, aby utworzyć lodówkę.