カルノの熱サイクルとは何ですか？

Carnotサイクルと呼ばれるカルノの熱サイクルは、2つの温度間で動作する熱エンジンの最大効率を決定するために使用される理想化された熱力学サイクルです。理論的な目的に使用されますが、実際には物理システムでは動作することはできません。理論的には、エンジンを最大効率に近い動作させることができますが、サイクル内の熱伝達は遅すぎて実用的なシステムになるには遅すぎます。カルノサイクルの主な値は、他のタイプの熱エンジンの最大効率を確立することにあります。Carnotの熱サイクルを構築するために、最大の効率を与えるために2つの仮定がなされます。すべてのプロセスは可逆的であり、エントロピーに変化はありません。A

可逆プロセスは、エネルギーの損失なしで元の状態に戻すことができるものです。

エントロピーは、作業を行うことができないシステムのエネルギー量です。熱力学の第2法則によれば、システム内のエントロピーの量は、プロセスが発生した場合に同じものを増やすか、同じままにしなければなりません。これらの仮定のいずれも自然条件下では満たすことはできませんが、最大の効率を決定するのに役立ちます。1つ目は、等温膨張

です。等温は、温度がプロセス全体で同じままであることを意味します。これの間、体積が増加し、圧力が低下し、システムにエネルギーが追加されます。断熱プロセスでは、システムによって熱が得られたり失われたりしません。温度の変化は、圧力と体積の変化により発生します。この特定のステップでは、温度を下げるために圧力が低下し、体積が増加します。このプロセス中に圧力が増加し、体積が減少し、システムからエネルギーが除去されます。最後に、システムを元の状態に戻すために、断熱圧縮が実行されます。温度を上げるために圧力が増加し、体積が減少します。元の状態。ただし、この理想的なシステムにもエントロピーがありますが、100％効率的ではないことを意味します。カルノット熱サイクルの実際の効率は、絶対またはケルビン（k）の温度スケールで、その最大温度と最小温度を使用して計算できます。この方程式では、最小温度は最大から差し引かれ、この数は最高温度で除算されます。