Mi a Carnot hőciklus?

A Carnot hőciklus, amelyet helyesebben neveznek Carnot ciklusnak, egy idealizált termodinamikai ciklus, amelyet a két adott hőmérséklet között működő hőmotor maximális lehetséges hatékonyságának meghatározására használnak.Elméleti célokra használják, de valójában nem működhet a fizikai rendszerekben.Noha elméletileg egy motort lehet építeni a maximális hatékonyság közelében, a ciklusban a hőátadás túl lassú ahhoz, hogy gyakorlati rendszer legyen.A carnot ciklus fő értéke a többi típusú hőmotor maximális hatékonyságának megállapításában rejlik.Az összes folyamat visszafordítható, és az entrópia nem változik.A reverzibilis folyamat

olyan, amely visszatérhet eredeti állapotába, energiavesztés nélkül.

entrópia Az az energia mennyisége, amelyben nem áll rendelkezésre munka.A termodinamika második törvénye szerint a rendszerben az entrópia mennyiségének növekednie kell, vagy ugyanaz maradnia kell, amikor egy folyamat megtörténik.Ezen feltételezések egyikét sem lehet teljesülni természetes körülmények között, de hasznosak a maximális hatékonyság meghatározásában. Négy folyamat megismétli egy karnot hőciklusban.Az első egy izotermikus terjeszkedés

.Az „izotermikus” azt jelenti, hogy a hőmérséklet változatlan marad a folyamat során.A térfogat növekedése és a nyomás csökken ennek során, és energiát adnak a rendszerhez.Az adiabatikus folyamatokban a rendszer nem szerez hőt vagy veszít.A hőmérsékleti változások a nyomás és a térfogat változása miatt következnek be.Ebben a lépésben a nyomás csökken, és a térfogat növekszik a hőmérséklet csökkentése érdekében.

A harmadik egy izotermikus tömörítés

.A nyomás növekedése és a térfogat csökken ezen folyamat során, és az energiát eltávolítják a rendszerből.Végül egy

adiabatikus tömörítést végeznek, hogy a rendszert az eredeti állapotába adják vissza.A nyomás növekszik, és a térfogat csökken a hőmérséklet növelése érdekében.Eredeti állapot.Még ebben az idealizált rendszerben még van még entrópia, ami azt jelenti, hogy nem lehet 100% -ban hatékony.A Carnot hőciklus tényleges hatékonysága a maximális és minimális hőmérséklete alapján kiszámítható az abszolút vagy a Kelvin (K) hőmérsékleti skálán.Ebben az egyenletben a minimális hőmérsékletet levonják a maximumból, és ezt a számot ezután elosztják a maximális hőmérsékleten.