Maybaygiare.org

Blog Network

3.3 a Carnot ciklus

következőfelelőzőtartalomindex
következő: 3.4 hűtőszekrények és hő fel: 3. Az első törvény előző: 3.2 A Tartalomindex általánosított ábrázolása

a Carnot-ciklus a 3.4. ábrán látható. Négy folyamata van. Két adiabatikus reverzibilis láb és két izoterm reverzibilis láb van. Carnot-ciklust építhetünksok különböző rendszer, de a fogalmak az ismerős munkafolyadék, az ideális gáz segítségével mutathatók be. A rendszer úgy tekinthető, mint egy dugattyú által körülvett kamra, amely ezzel az ideális gázzal van feltöltve.

3.4 ábra: Carnot-ciklus — termodinamikai diagram a bal oldalon és a ciklus különböző szakaszainak vázlata egy ideális gasonból álló rendszerhez a jobb oldalon

kép fig1CarnotCycle_web

a Carnot-ciklus négy folyamata a következő:

  1. a rendszer hőmérséklete $ T_2$ állapotban $ a$. Hőtárolóval érintkezik, amely csak folyadék vagy elég nagy tömegű szilárd tömeg, hogy hőmérséklete ne változzon érzékelhetően, ha bizonyos mennyiségű hőt továbbítanak a rendszerbe. Más szavakkal, a hőtartály állandó hőmérséklethőforrás (vagy vevő). A rendszer ezután anizotermikus terjeszkedésen megy keresztül $ a$ hogy $ b$, hőelnyeléssel $ Q_2$.
  2. Atstate $ B$, a rendszer hőszigetelt (eltávolítva a hőtartály érintkezéséből), majd hagyja kibővíteni $ C$. A bővítés során a hőmérséklet $ T_1$értékre csökken. A hőcserélőa ciklus ezen része alatt $ Q_{BC}=0.$)
  3. at state $ c$ a rendszer hőtárolóval érintkező hőmérsékleten kerül forgalomba $ T_1$. Ezután a $ d$ állapotra tömörítve, elutasítva a hő $ Q_1$ folyamatot.
  4. végül a rendszer adiabatikusan vissza van tömörítve a kezdeti állapotba $ a$. A hőcserélő $ Q_{da}=0$.

a ciklus hőhatékonyságát a

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

ebben az egyenletben van egy jel egyezmény implicit. A mennyiségek $ Q_A$$ Q_R$ a meghatározás szerint az elnyelt és kilökött hő nagysága. A $ Q_1$$ Q_2$ mennyiségeket viszont a rendszer által kapott hőre való hivatkozással határozzuk meg. Ebben a példában aaz előbbi negatív, az utóbbi pozitív. A rendszer által elnyelt és kilökött hő izotermikus folyamatok során történik ésmár tudjuk, mi az értékük az Eq – ból.(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$ negatív.)} $

az Efficiencia a különböző állapotokban lévő kötetek szerint így írható:

$\displaystyle \eta = 1+ \frac{T_1}{T_2}.$ (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) bemutatókkét következmény. Először a kapott és elutasított melegeket

$\displaystyle \frac{Q_1}{T_1}+\frac{Q_2}{T_2}= 0.$ (3..6)

másodszor, a Carnot – ciklus hatékonyságát kompakt módon adja meg

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

a hatékonyság csak akkor lehet 100%, ha a hő elutasításának hőmérséklete nulla. A hő és a munka átvitele a rendszerbe és a rendszerbőla 3.5 ábra vázlatosan látható.

3.5. ábra:Munka és hőátadás Ina Carnot ciklus két hőtároló között

kép fig1CarnotCycleWQ_web

sáros pontok

mivel $ \eta = 1- {T_1}/{T_2}$, a $ p$$ v$ grafikonra nézve ez azt jelenti, hogy minél távolabb vannak egymástól a $ T_1$$ T_2$ izotermák, a nagyobb hatékonyság? És ha nagyon közel állnának egymáshoz, az nem lenne hatékony? (MP 3.2)

a Carnot-ciklusban miért csak a térfogatváltozásokkal foglalkozunk, és nem az adiabátok és izotermák nyomásváltozásaival?(MP 3.3)

van-e fizikai alkalmazása a Carnot-ciklusnak? Tervezhetünk egy Carnot motort egy hajtóműhöz?(MP 3.4)

honnan tudjuk, hogy mely ciklusokat használjuk modellként a valós folyamatokhoz?(MP 3.5)

következőfelelőzőtartalomindex
következő: 3.4 hűtőszekrények és hő fel: 3. Az Első Törvény Előző: 3.2 A Tartalomindex Általános ábrázolása

UnifiedTP

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.