Carnot Döngüsü nedir?

Carnot çevrimi, mükemmel bir ısı motorunu tanımlayan ideal bir termodinamik döngüdür. Tüm gerçek ısı motorları, Carnot çevrimi tarafından somutlaştırılan teorik kusursuzluğun kusursuz yaklaşımlarıdır. Carnot döngüsünde, tüm ısı enerjisi mekanik işe dönüştürülmez, ancak büyük kısmı - fiziksel yasaların izin verdiği en büyük kısımdır.

Bir ısı motoru, iki rezervuarın sıcaklık farkından iş üretiyor. Bir yanmalı motorda, bir hazne motorun ( kaynak ) içinde yaratılan ısı, diğeri ise dış ortamdır ( lavabo ). Kaynak tarafından üretilen ısı, çalışan bir piston çalıştırarak silindir içindeki gazın genişlemesine neden olur. Gazın termodinamik durumuna - genişleyen, ancak sabit bir sıcaklıkta - izotermal denir.

Sonunda ısı kaynağı gider ve gaz bu kadar hızlı bir şekilde genleşmeyi keser. Isı sürekli olarak tutulursa, silindir patlardı. Gaz, maksimum hacmine ulaştığında sıcaklığı kaybetmeye başlar ve piston üzerinde daha fazla çalışma yapmaz. Buna gazın adyabatik yayılımı denir. Daha sonra, piston, gazı sıkıştırarak, maksimum sıcaklığa ve içerdiği ısı nedeniyle fiziksel dayanıma erişinceye kadar, sistemi tekrar başlangıç ​​durumuna getirene kadar tersine çevirir. Sonra döngü tekrar başlar.

Birçok farklı tipte ısı motoru vardır. Hepsi bir kaynak ve bir lavabo arasındaki tanıdık sıcaklık gradyanı üzerinde çalışır. Isı motorlarının verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için iyi yalıtılmalıdır. Günümüzde kullanılan çoğu motorda, gaz döngü boyunca bir gaz olarak kalır, ancak buhar motorlarında sıvı ve gaz arasında bir faz değişikliği meydana gelir.

Mükemmel bir Carnot döngüsünde, işlemin yarattığı entropiyi veya termodinamik geri dönüşümsüzlüğü en aza indirmek için dört adımın hepsi de çok yavaş gerçekleşir. Gerçekte, adımlar hızla ilerler ve entropi üretilir, bu da döngünün sonsuza dek devam edemeyeceği anlamına gelir. Silindirin duvarları düşer, motorun iç kısmındaki ısı dış çevreye vb. Kaybolur. Carnot döngüsü bir buzdolabı oluşturmak için tersten çalıştırılabilir.