Maybaygiare.org

Blog Network

3.3 Carnot ’ n sykli

seuraavaupedellinencontentsindeksi
seuraava: 3.4 jääkaapit ja lämpeneminen: 3. Ensimmäinen laki edellinen: 3.2 yleinen esitys sisällön indeksi

Carnot sykli on esitetty kuvassa 3.4. Sillä on neljä prosessia. Adiabaattisia kääntyviä jalkoja on kaksi ja kääntyviä jalkoja kaksi. Voimme rakentaa Carnot sykli kanssamonet erilaiset järjestelmät, mutta käsitteet voidaan osoittaa käyttämällä tuttavallinen työneste, ideaalikaasu. Järjestelmää voidaan pitää männällä suljettuna kammiona, joka täytetään tällä ideaalikaasulla.

Kuva 3.4:Carnot ’ n sykli — termodynaaminen kaavio vasemmalla ja kaaviokuva syklin eri vaiheista ideaaligasonista koostuvalle järjestelmälle oikealla

Image fig1CarnotCycle_web

Carnot ’ n syklin neljä prosessia ovat:

  1. systeemi on lämpötilassa $ T_2$ tilassa $ a$. Se kiinnitetään kosketukseen lämpövarastoon, joka on vain niin suuri nestemäinen tai Solid massa, että sen lämpötila ei muutu merkittävästi, kun tietty määrä lämpöä siirretään järjestelmään. Toisin sanoen lämpövarasto on jatkuva lämpötilalähde (tai vastaanotin) lämpöä. Tämän jälkeen systeemi laajenee anisotermisesti $ a$$ b$, jolloin lämpö absorboituu $ Q_2$.
  2. Atstate $ b$, järjestelmä on lämpöeristetty (poistettu kontaktista lämpövaraston kanssa) ja sen jälkeen sen annetaan laajentua $ C$. Tämän ekspansion aikana lämpötila laskee $ T_1$. Lämpö vaihtui tämän jakson aikana, $ Q_{bc}=0.$)
  3. tilassa $ C$ systeemi on kosketuksissa lämpövarastoon lämpötilassa $ T_1$. Se pakataan tilaan $ d$, jolloin heat $ Q_1$ in the process.
  4. lopulta järjestelmä pakataan adiabaattisesti takaisin alkutilaan $ a$. Lämmönsiirto $ Q_{da}=0$.

syklin lämpöhyötysuhde saadaan määritelmällä

$\displaystyle \eta = 1 - \frac{Q_R}{Q_A}=1+\frac{Q_1}{Q_2}.$ (3..4)

tässä yhtälössä on viittomakäytäntö. Suureet$ Q_A$$ Q_R$ sellaisina kuin ne on määritelty, ovat absorboituneen lämmön magnitudeja andrejected. Määrät $ Q_1$$ Q_2$ puolestaan määritellään järjestelmän vastaanottaman lämmön perusteella. Tässä esimerkissä former on negatiivinen ja jälkimmäinen on positiivinen. Järjestelmän absorboima ja absorboima lämpö tapahtuu isotermisissä prosesseissa, ja tiedämme jo, mitkä niiden arvot ovat Eq: sta.(3.1):

$\displaystyle Q_2 = W_{ab} =n\mathbf{R}T_2 ,$
$\displaystyle Q_1 = w_{cd} =n\mathbf{R}T_1 =-n\mathbf{r}T_1 .\quad \textrm {($Q_1$ on negatiivinen.)} $

Theefficiency voidaan nyt kirjoittaa eri tilojen tilavuuksien mukaan seuraavasti:

$\displaystyle \eta = 1+ \frac{T_1}{T_2}.$ (3..5)

The path from states $ b$ to $ c$ and from $ a$ to $ d$ are bothadiabatic and reversible. For a reversible adiabatic process we knowthat $ PV^\gamma= \textrm{constant}$. Using the ideal gas equation ofstate, we have $ T V^{\gamma-1} = \textrm{constant}$. Along curve$ b$$ c$, therefore, $ T_2 V_b^{\gamma-1}=T_1 V_c^{\gamma-1}$. Alongthe curve $ d$$ a$$ T_2 V_a^{\gamma-1}=T_1 V_d^{\gamma-1}$. Thus,

$\displaystyle \left(\frac{V_d}{V_c}\right)^{\gamma-1} =\frac{(T_2/T_1)}{(T_2/T......right)^{\gamma-1},\textrm{ whichmeans that } \frac{V_d}{V_c}=\frac{V_a}{V_b}.$

Comparing the expression for thermal efficiencyEq. (3.4) with Eq. (3.5) showstwo seurauksia. Ensin vastaanotetut ja hylätyt lämmöt suhteutetaan syklin isotermisten osien lämpötiloihin

(3..6)

toiseksi Carnot ’ n syklin hyötysuhteen kertoo kompaktisti

$\displaystyle \eta = 1 - \frac{T_1}{t_2}.\qquad \ textbf{Carnot cycle efficiency.} $ (3..7)

hyötysuhde voi olla 100% vain, jos lämpötila, jossa lämpö hylätään, on nolla. Lämmön ja työn siirrot järjestelmään ja sieltä pois esitetään kaavamaisesti inFigure 3.5.

Kuva 3.5:Työ ja lämmönsiirrot Carnot – syklissä kahden lämpövaraston välillä

Image fig1CarnotCycleWQ_web

Muddy Points

Since $ \eta = 1-{T_1}/{T_2}$, kun tarkastellaan $ p$$ v$ kaavio, tarkoittaako se kauempana toisistaan $ T_1$$ T_2$ isotermit ovatko, suurempi tehokkuus? Ja jos he olisivat hyvin lähellä, se olisi erittäin tehotonta? (MP 3.2)

miksi Carnot ’ n syklissä käsitellään vain tilavuusmuutoksia ja ei adiabaattien ja isotermien painemuutoksia?(MP 3.3)

onko Carnot-syklille olemassa fyysinen sovellus? Voimmeko suunnitella Carnot-Moottorin propulsiolaitteeksi?(MP 3.4)

Mistä tiedämme, mitä syklejä käytetään malleina todellisille prosesseille?(MP 3.5)

nextuppreviouscontentsindex
seuraava: 3.4 jääkaapit ja lämmittäminen: 3. Ensimmäinen Laki Edellinen: 3.2 yleistetty esitys sisällysluettelosta

UnifiedTP

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.