Rev Ihre Motoren mit dem Carnot-Zyklus
Der Carnot-Zyklus ist ein wichtiges Konzept in der Physik. Keine Wärmekraftmaschine ist zu 100 Prozent effizient. Die Menge der Arbeit, die Sie aus einer Wärmekraftmaschine bekommen, ist immer kleiner als die Wärme, die in den Motor geht. Das zweite Gesetz der Thermodynamik besagt, dass die möglichst effiziente Wärmekraftmaschine nicht alle Eingangs Wärme in Arbeit umwandeln kann. Echtverbrennungsmotoren haben immer einige Verluste aufgrund von Reibung oder Interaktion mit ihrer Umwelt.
Eine theoretische Wärmekraftmaschine, die keine solche Verluste hat als Carnot-Maschine bekannt - und auch ein perfekter Carnot-Maschine kann nicht alle Eingangs Wärme in Arbeit umwandeln. Ein Carnot-Maschine besteht aus einem Gas, einem heißen Reservoir und einem kalten Reservoir. Das Gas wiederholt erwärmt und kühlt sich ab und dehnt sich und zieht in einem Zyklus als Carnot-Zyklus bekannt.
Der Carnot-Zyklus besteht aus vier Schritten:
Das Gas dehnt sich isotherm (bei konstanter Temperatur).
Das Gas nimmt Wärme von der heißen Reservoir. Da sich das Gas ausdehnt, wird es auf seine Umgebung gleich der Hitze arbeiten sie absorbiert. Die Temperatur des Gases an die Temperatur des heißen Reservoir in diesem Stadium gleich.
Das Gas kühlt adiabatisch (ohne Wärmefluss).
Das Gas expandiert weiter, auf seine Umgebung zu tun Arbeit, Kühlung, da es innere Energie auf diese Umgebung überträgt. Adiabatische Kühlung und Heizung kann sehr fast erreicht, wenn die Wände des Behälters hält das Gas sind gut isoliert.
Sobald sie die Temperatur des kalten Reservoirs erreicht, beginnt das Gas isotherm zu erweitern.
Die Umgebung arbeiten auf dem Gas und Wärme in das Gas übertragen.
Das Gas komprimiert und erwärmt sich adiabatisch auf.
Die Umgebung auch weiterhin die Arbeit an dem Gas zu tun, aber keine Wärme in das Gas in dieser Phase überführt. Die Stufe endet, wenn die Temperatur des Gases wieder, die Temperatur des heißen Reservoir erreicht.
Sie können sehen, wie sich der Druck und Volumenänderung während des Carnot-Zyklus. Die Arbeit in einem Zyklus getan ist der schraffierte Bereich des Diagramms.
Das Gas wird wieder bei der Temperatur, Druck und Volumen begann es zu, bereit für den Zyklus wieder von vorne zu beginnen. Wenn Sie eine Wärmepumpe, anstatt eine Wärmekraftmaschine, ist das kein Problem - das Ideal ist Carnot Zyklus vollständig reversibel, so dass Sie nur Ihre Wärmekraftmaschine rückwärts laufen müssen.