Was ist der Carnot -Wärmezyklus?

Der Carnot -Wärmezyklus, der eher als Carnot -Zyklus bezeichnet wird, ist ein idealisierter thermodynamischer Zyklus, der verwendet wird, um die maximal mögliche Effizienz für einen Wärmemotor zwischen zwei gegebenen Temperaturen zu bestimmen.Es wird für theoretische Zwecke verwendet, kann aber nicht in physischen Systemen arbeiten.Obwohl ein Motor theoretisch nahezu maximale Effizienz errichtet werden könnte, ist die Wärmeübertragung im Zyklus zu langsam, als dass er ein praktisches System ist.Der Hauptwert des Carnot -Zyklus besteht darin, die maximale Effizienz für andere Arten von Wärmemotoren festzulegen.

Es werden zwei Annahmen beim Bau des Carnot -Wärmezyklus getroffen, um ihm die maximal mögliche Effizienz und MDASH zu ermöglichen.Alle Prozesse sind reversibel, und es gibt keine Änderung der Entropie.Ein reversibler Prozess kann ohne Energieverlust in seinen ursprünglichen Zustand zurückgegeben werden. Entropie ist die Energiemenge in einem System, das nicht verfügbar ist.Nach dem zweiten Thermodynamik -Wert muss die Entropiemenge in einem System zunehmen oder bleiben, wenn ein Prozess auftritt.Keine dieser Annahmen kann unter natürlichen Bedingungen erfüllt werden, sind jedoch nützlich, um die maximale Effizienz zu bestimmen.

Vier Prozesse wiederholen in einem Carnot -Wärmezyklus.Das erste ist eine isotherme Expansion .Isotherm bedeutet, dass die Temperatur während des gesamten Prozesses gleich bleibt.Das Volumen erhöht sich und der Druck nimmt dabei ab, und dem System wird Energie hinzugefügt.Bei adiabatischen Prozessen wird durch das System keine Wärme gewonnen oder verloren.Temperaturänderungen treten aufgrund von Druck- und Volumenänderungen auf.Für diesen bestimmten Schritt wird der Druck verringert und das Volumen erhöht, um die Temperatur zu verringern.

Dritter ist eine isotherme Kompression .Der Druck steigt und das Volumen nimmt während dieses Prozesses ab und Energie wird aus dem System entfernt.Schließlich wird eine

adiabatische Komprimierung

durchgeführt, um das System in seinen ursprünglichen Zustand zurückzugeben.Der Druck wird erhöht und das Volumen wird verringert, um die Temperatur zu erhöhen. Aufgrund der Annahme, dass sich die Entropie während des Carnot -Zyklus nicht ändertOriginalzustand.Auch in diesem idealisierten System gibt es immer noch eine Entropie, was bedeutet, dass es nicht 100% effizient sein kann.Die tatsächliche Effizienz eines Carnot -Wärmezyklus kann unter Verwendung seiner maximalen und minimalen Temperaturen auf der absoluten oder kelvin (k) Temperaturskala berechnet werden.In dieser Gleichung wird die minimale Temperatur vom Maximum subtrahiert, und diese Zahl wird dann durch die maximale Temperatur geteilt.