Ποιος είναι ο κύκλος θερμότητας Carnot;

Ο κύκλος θερμότητας Carnot, ο οποίος ονομάζεται πιο κατάλληλος κύκλος Carnot, είναι ένας εξιδανικευμένος θερμοδυναμικός κύκλος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της μέγιστης πιθανής απόδοσης για έναν κινητήρα θερμότητας που λειτουργεί μεταξύ δύο δεδομένων θερμοκρασιών.Χρησιμοποιείται για θεωρητικούς σκοπούς, αλλά δεν μπορεί πραγματικά να λειτουργήσει σε φυσικά συστήματα.Παρόλο που θεωρητικά, ένας κινητήρας θα μπορούσε να κατασκευαστεί σε λειτουργία κοντά στη μέγιστη απόδοση, η μεταφορά θερμότητας στον κύκλο είναι πολύ αργή για να είναι ένα πρακτικό σύστημα.Η κύρια τιμή του κύκλου Carnot έγκειται στην καθιέρωση της μέγιστης απόδοσης για άλλους τύπους θερμικών κινητήρων.Όλες οι διαδικασίες είναι αναστρέψιμες και δεν υπάρχει αλλαγή στην εντροπία.Μια αναστρέψιμη διαδικασία

είναι αυτή που μπορεί να επιστραφεί στην αρχική του κατάσταση χωρίς απώλεια ενέργειας.

Entropy είναι η ποσότητα ενέργειας σε ένα σύστημα που δεν είναι διαθέσιμο για εργασία.Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, η ποσότητα της εντροπίας σε ένα σύστημα πρέπει να αυξηθεί ή να παραμείνει η ίδια όταν συμβαίνει μια διαδικασία.Καμία από αυτές τις υποθέσεις δεν μπορεί να εκπληρωθεί υπό φυσικές συνθήκες, αλλά είναι χρήσιμες για τον προσδιορισμό της μέγιστης απόδοσης.Το πρώτο είναι μια ισοθερμική επέκταση .Η ισοθερμική σημαίνει ότι η θερμοκρασία παραμένει η ίδια σε όλη τη διαδικασία.Ο όγκος αυξάνεται και η πίεση μειώνεται κατά τη διάρκεια αυτού, και η ενέργεια προστίθεται στο σύστημα.Στις αδιαβατικές διαδικασίες, δεν κερδίζεται θερμότητα ή χάνεται από το σύστημα.Οι μεταβολές της θερμοκρασίας εμφανίζονται λόγω αλλαγών στην πίεση και τον όγκο.Για αυτό το συγκεκριμένο βήμα, η πίεση μειώνεται και ο όγκος αυξάνεται, προκειμένου να μειωθεί η θερμοκρασία. Το τρίτο είναι μια

ισοθερμική συμπίεση

.Οι αυξήσεις της πίεσης και ο όγκος μειώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας και η ενέργεια απομακρύνεται από το σύστημα.Τέλος, εκτελείται μια anbatic συμπίεση για να επιστρέψει το σύστημα στην αρχική του κατάσταση.Η πίεση αυξάνεται και ο όγκος μειώνεται προκειμένου να αυξηθεί η θερμοκρασία.αρχική κατάσταση.Υπάρχει ακόμα κάποια εντροπία ακόμη και σε αυτό το εξιδανικευμένο σύστημα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να είναι 100% αποτελεσματικό.Η πραγματική απόδοση ενός κύκλου θερμότητας Carnot μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τις μέγιστες και ελάχιστες θερμοκρασίες του, στην κλίμακα θερμοκρασίας απόλυτου ή Kelvin (k).Σε αυτή την εξίσωση, η ελάχιστη θερμοκρασία αφαιρείται από το μέγιστο και ο αριθμός αυτός διαιρείται στη συνέχεια με τη μέγιστη θερμοκρασία.