Carnot cyklus - teoretiske grundlag for konstruktion og drift af forbrændingsmotorer

Blandt alle cykliske termodynamiske processer specifik teoretisk og praktisk anvendelse af en Carnot cyklus.Ofte omtalt som uovervindelig, store, perfekt, og så videre. D. En masse han synes at være noget mystisk og uforståeligt.Men hvis det rigtige sted alle de accenter, derefter straks åbent hele den enkelhed, skønhed og genialitet af denne opfindelse, som blev opdaget af den franske videnskabsmand og ingeniør Sadi Carnot.Og det bliver klart, at der ikke er noget overnaturligt i sin foreslåede proces, men der er kun den mest effektive brug af nogle af naturens love.

Så hvad der rent faktisk er en berømt og mystisk Carnot cyklus?Det kan defineres som en kvasi-statisk proces baseret på en reduktion af den termodynamiske systemet i termisk kontakt med et par af tanke, termostater, med faste og stabile temperaturer.Det antages, at temperaturen af ​​den første (varmelegeme) højere end den anden (køleskab).Den Carnot cyklus er, at den første termodynamiske systemet, der oprindeligt har en specifik varmeværdi, der kommer i kontakt med varmelegemet.Derefter ved en uendelig langsomt fald i trykket i den kaldes en kvasi-statisk ekspansion, efterfulgt af låne varme fra ovnen og modstandsdygtighed over for ydre tryk.

Systemet er isoleret, hvilket igen er i det for den kvasistatiske adiabatisk ekspansion, indtil dens temperatur når de tilsvarende indikatorer for køleskabet.I denne type udvidelse af den termodynamiske systemet også udført noget arbejde modstandsdygtighed over for ydre tryk.I denne tilstand, systemet og bringes i kontakt med køleskabet, hvor ved kontinuerligt at øge trykket, er det komprimeres til et vist punkt, hvorved sender derefter en fuld andet reservoir varmeenergi fra varmelegemet lånt.Den Carnot cyklus er unik, fordi den ikke er ledsaget af et tab af varme.Teoretisk set kan en sådan ordning kaldes en evighedsmaskine.Dette skyldes den termiske virkningsgrad af Carnot cyklus, som alene afhænger af temperaturen tanken par altid vil være den højest mulige.Men indtil videre ingen har formået at skabe en maskine, termisk effektivitet, som ville overstige tredive procent af den tilladte cyklisk proces Sadi Carnot.

Og denne proces kaldes ideel, fordi det er meget bedre end andre cykler er i stand til at omdanne varme til nyttigt arbejde.På den anden side, på grund af problemerne med at organisere isotermiske processer dens anvendelse i faktiske motorer yderst vanskeligt.For at opnå maksimal effektivitet i varmeoverførsel sådan maskine skal være helt isoleret fra det ydre miljø, som i virkeligheden er praktisk taget umuligt.

reverse Carnot cyklus er grundlaget for princippet om varmepumpe, som i modsætning til kølemaskine skal give så meget magt som helst varm genstand, såsom et varmesystem.Noget af varmen er taget fra det ydre miljø, en lavere temperatur, er den resterende del af den nødvendige energi frigives, når det mekaniske arbejde, såsom en kompressor.