Was ist der Carnot -Zyklus?

Der Carnot -Zyklus ist ein idealisierter thermodynamischer Zyklus, der einen perfekten Wärmemotor beschreibt.Alle realen Wärmemotoren sind unvollkommene Annäherungen an die theoretische Perfektion, die durch den Carnot -Zyklus verkörpert wird.Im Carnot -Zyklus wird nicht die gesamte Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt, aber ein großer Teil ist - der größte Teil, der durch physisches Recht zulässig ist.

Ein Wärmemotor erzeugt Arbeiten aus dem Temperaturunterschied von zwei Stauseen.In einem Verbrennungsmotor ist ein Reservoir die Wärme im Motor ( Quelle ) und das andere die äußere Umgebung ( Waschbecken ).Die von der Quelle erzeugte Wärme führt dazu, dass sich das Gas im Zylinder ausdehnt und einen Kolben antreibt, der funktioniert.Der thermodynamische Zustand des Gases - expandierend, aber mit einer konstanten Temperatur - wird als isotherme .

Schließlich wird die Wärmequelle entfernt und das Gas hört auf, sich so schnell auszudehnen.Wenn die Wärme kontinuierlich aufbewahrt würde, würde der Zylinder explodieren.Das Gas verliert die Temperatur, da es sein maximales Volumen erreicht und nicht mehr am Kolben arbeitet.Dies wird als adiabatische Expansion des Gases bezeichnet.Dann kehrt der Kolben den Kurs um und komprimiert das Gas, bis er aufgrund der Wärme, die es enthält, eine maximale Temperatur und einen physischen Widerstand erreicht und das System wieder in seinen Startzustand bringt.Dann beginnt der Zyklus wieder.

Es gibt viele verschiedene Arten von Wärmemotoren.Alle arbeiten an dem vertrauten Temperaturgradienten zwischen einer Quelle und einer Spüle.Um die Effizienz von Wärmemotoren zu maximieren, müssen sie gut isoliert sein.In den meisten heute verwendeten Motoren bleibt das Gas während des gesamten Zyklus ein Gas, aber in Dampfmaschinen tritt eine Phasenänderung zwischen Flüssigkeit und Gas auf.

In einem perfekten Carnot -Zyklus treten alle vier Schritte sehr langsam auf, um die Entropie oder die Entropie zu minimieren oderThermodynamische Irreversibilität, erzeugt durch den Prozess.In Wirklichkeit entwickeln die Schritte schnell und Entropie wird erzeugt, was bedeutet, dass der Zyklus nicht für immer weitergehen kann.Die Wände des Zylinders verschlechtern sich, die Wärme aus dem Inneren des Motors gehen in die äußere Umgebung verloren und so weiter.Der Carnot -Zyklus kann umgekehrt ausgeführt werden, um einen Kühlschrank zu erstellen.