цикъл на Карно

Карно Cycle - идеален термодинамичен цикъл. Карно двигател с вътрешно горене. работим по този цикъл има максимална ефективност на всички машини, при които максималната и минималната температура цикъл, извършвани съвпадат с максималните и минималните температури от цикъла на Карно. 2 се състои от две адиабатни и изотермични процеси.

цикъл на Карно е кръстен на френски военен инженер Сади Карно, който за първи път го използвали през 1824 година.

Един от най-важните свойства на цикъл на Карно е неговата обратимост: тя може да се проведе както в права и обратна посока, при което entropiyaadiabaticheski изолира (без топлообмен с околната среда) на системата не се променя.

Описание на цикъла на Карно

Карно цикъл координира Р и V

цикъл на Карно в координати Т и S

Нека топлина двигателя включва нагревател с температура. хладилник с температура и работен среден.

Карно цикъл се състои от четири етапа:

1. изотермична разширение (показано - на процес на → В). В началото на работния флуид е с температура. т.е. температурата на нагревателя. След това тялото се поставя в контакт с нагревател, който изотермични (постоянна температура) предава размера на него топлина. В този случай обемът работна течност се увеличава.

2. адиабатно (изоентропно) експанзия (на снимката - на процес В → С). Работната течност се отделя от нагревателя и да продължи да се разширява, без топлообмен с околната среда. В този случай температурата се намалява до охладител температура.

3. изотермична компресия (на фигурата - Метод В → D). Работната течност с температура по това време. се поставя в контакт с хладилник и започва изотермично пресова, като охладител количество топлина

4. адиабатно (изоентропно) компресиране на (на фигурата - процесът D → А). Работната течност се отделя от хладилника и се пресова без топлообмен с околната среда. В този случай температурата нараства до температурата на нагревателя.

В изотермични обработва температурата остава постоянна, не е по адиабатен топлообмен и следователно се запазва ентропията:

Следователно, Карно цикъл, който е представен в координатите S и Т (температура и ентропията).

[Член] ефективност Карно топлинен двигател

Количеството топлина, получена от работния флуид нагревател при изотермични разширение, равен на

По същия начин, при изотермични компресия хладилник работен флуид даде

Следователно ефективността на топлинната двигател Карно е

От последния експресия показва, че ефективността на топлинната двигател Карно зависи само от температурата на нагревателя и охладител. Освен това, това означава, че ефективността може да бъде 100% само в случай, че температурата на хладилник е абсолютна нула. Това е невъзможно, но не поради недостъпността на абсолютната нула (този проблем е решен едва третият закон на термодинамиката, да се вземе предвид, че не е необходимо), и се дължи на факта, че такъв цикъл или невъзможно да се закрие, или да го дегенерира в комплект от две съответстващи adiabats и изотерми ,

Затова максималната ефективност на всеки топлинен двигател е по-малка или равна на ефективността на топлинната двигател Карно, работещи при същите температури на нагревателя и охладителя. Така например, на ефективността на цикъла на Стърлинг е идеален Карно ефективността на цикъл