Carnot syklus - teoretiske grunnlaget for utforming og drift av forbrenningsmotorer

Blant alle sykliske termodynamiske prosesser bestemt teoretisk og praktisk anvendelse av en Carnot-prosessen.Ofte referert til som uslåelig, flott, perfekt, og så videre. D. Mange han ser ut til å være noe mystisk og uforståelig.Men hvis det rette stedet alle aksenter, deretter umiddelbart åpne hele enkelhet, skjønnhet og geni av denne oppfinnelsen, som ble oppdaget av den franske vitenskapsmann og ingeniør Sadi Carnot.Og det blir klart at det ikke er noe overnaturlig i sitt forslag til prosess, men det er bare den mest effektive bruken av noen av naturlovene.

Så hva er egentlig en berømt og mystisk Carnot syklus?Den kan defineres som en kvasi-statisk prosess, basert på reduksjonen av det termodynamiske system i termisk kontakt med et par av tanker, termostater, med faste og stabile temperaturer.Det antas at temperaturen i den første (varmeren) høyere enn den andre (kjøleskap).Carnot-syklusen er at den første termodynamisk system, som opprinnelig har en spesifikk varmeverdi som kommer i kontakt med varmeelementet.Deretter, etter en uendelig langsom reduksjon i trykk i det som kalles en kvasistatisk ekspansjons, etterfulgt ved å låne varme fra varmeren og motstand mot utvendig trykk.

Systemet er isolert, noe som igjen er i det for den kvasistatiske adiabatisk ekspansjon inntil temperaturen når de tilsvarende indikatorer på kjøleskapet.I denne type av ekspansjon av det termodynamiske system utførte også en del arbeid motstand mot ytre trykk.I denne tilstand, systemet og bringes i kontakt med kjøleskapet, karakterisert ved kontinuerlig å øke trykket, blir den komprimert til et visst punkt, hvorved sender deretter en fullstendig andre reservoar varmeenergi fra varmeapparatet lånt.Carnot-syklusen er unik fordi det ikke er ledsaget av et tap av varme.Teoretisk sett kan en slik ordning kan kalles en evighetsmaskin.Dette er fordi den termiske effektiviteten av Carnot-prosessen, som er avhengig utelukkende av den temperatur tankparet vil alltid være høyest mulig.Men så langt har ingen klart å lage en maskin termisk virkningsgrad som ville overstige tretti prosent av den tillatte syklisk prosess Sadi Carnot.

Og denne prosessen kalles ideelt fordi det er mye bedre enn andre sykluser er i stand til å konvertere varme til nyttig arbeid.På den annen side, på grunn av vanskelighetene med å organisere isotermiske prosesser dets anvendelse i selve motorene ekstremt vanskelig.For å oppnå maksimal virkningsgrad for varmeoverføring slik maskin må være fullstendig isolert fra det ytre miljø, som i realiteten er praktisk talt umulig.

omvendt Carnot syklus er grunnlaget for prinsippet om varmepumpen, som i motsetning til kjølemaskinen må gi så mye makt noen varm gjenstand, for eksempel et varmesystem.Noe av varmen tas fra det ytre miljø, en lavere temperatur, er den resterende del av den nødvendige energi som frigjøres når det mekaniske arbeidet, slik som en kompressor.