Qual è il ciclo di calore Carnot?

Il ciclo di calore di Carnot, più correttamente chiamato ciclo Carnot, è un ciclo termodinamico idealizzato che viene utilizzato per determinare la massima efficienza possibile per un motore termico che opera tra due temperature date.Viene utilizzato per scopi teorici, ma non può effettivamente operare nei sistemi fisici.Sebbene, in teoria, un motore potrebbe essere costruito in funzione vicino alla massima efficienza, il trasferimento di calore nel ciclo sia troppo lento per essere un sistema pratico.Il valore principale del ciclo Carnot sta per stabilire la massima efficienza per altri tipi di motori di calore.

Vengono fatte due ipotesi nella costruzione del ciclo di calore di Carnot, per dargli la massima efficienza possibile e mdash;Tutti i processi sono reversibili e non vi è alcun cambiamento nell'entropia.Un processo reversibile è uno che può essere restituito al suo stato originale senza perdita di energia. Entropia è la quantità di energia in un sistema che non è disponibile per funzionare.Secondo la seconda legge della termodinamica, la quantità di entropia in un sistema deve aumentare o rimanere la stessa quando si verifica un processo.Nessuna di queste ipotesi può essere soddisfatta in condizioni naturali, ma sono utili per determinare la massima efficienza.

Quattro processi si ripetono in un ciclo di calore di Carnot.Il primo è un'espansione isotermica

.Isotermico significa che la temperatura rimane la stessa durante tutto il processo.Il volume aumenta e la pressione diminuisce durante questo e l'energia viene aggiunta al sistema. Il processo successivo noto come un'espansione adiabatica

.Nei processi adiabatici, nessun calore viene ottenuto o perso dal sistema.Le variazioni della temperatura si verificano a causa di variazioni di pressione e volume.Per questo particolare passaggio, la pressione viene ridotta e il volume è aumentato, al fine di ridurre la temperatura.

terzo è una compressione isotermica

.La pressione aumenta e il volume diminuisce durante questo processo e l'energia viene rimossa dal sistema.Infine, viene eseguita una compressione adiabatica

per restituire il sistema allo stato originale.La pressione è aumentata e il volume viene ridotto per aumentare la temperatura. A causa del presupposto che non vi è alcun cambiamento nell'entropia durante il ciclo di Carnot, potrebbe essere eseguito all'infinito e mantenere la stessa quantità di energia ogni volta che è tornata al suostato originale.C'è ancora un po 'di entropia anche in questo sistema idealizzato, il che significa che non può essere efficiente al 100%.L'efficienza effettiva di un ciclo di calore di Carnot può essere calcolata utilizzando le sue temperature massime e minime, sulla scala di temperatura assoluta o Kelvin (K).In questa equazione, la temperatura minima viene sottratta dal massimo e questo numero viene quindi diviso per la temperatura massima.