Maybaygiare.org

Blog Network

3.3 Carnot Syklusen

nesteoppforrigeinnholdindex
neste: 3.4 kjøleskap og varme opp: 3. Den Første Loven Forrige: 3.2 Generalisert Representasjon Av Innhold Index

En Carnot syklus er vist I Figur 3.4. Det harfire prosesser. Det er to adiabatiske reversible ben og toisothermal reversible ben. Vi kan konstruere En Carnot-syklus medmange forskjellige systemer, men konseptene kan vises ved hjelp av en kjent arbeidsfluid, den ideelle gassen. Systemet kan betraktes somet kammer omsluttet av et stempel og fylt med denne ideelle gassen.

Figur 3.4:Carnot syklus — termodynamisk diagram til venstre og skjematisk overforskjellige stadier i syklusen for et system som består av en ideell gasspå høyre

Bilde fig1CarnotCycle_web

de fire prosessene I Carnot syklusen er:

  1. systemet er ved temperatur $ T_2$ ved tilstand $ a$. Det er brakt i kontakt med et varmereservoar, som bare er en væske ellersolid masse av stor nok grad slik at temperaturen ikke endres merkbart når en viss mengde varme overføres tilsystem. Med andre ord er varmereservoaret en konstant temperaturkilde (eller mottaker) av varme. Systemet gjennomgår deretter anisotermisk utvidelse fra $ a$ til $ b$, med varme absorbert $ Q_2$.
  2. Atstate $ b $, systemet er termisk isolert (fjernet fra kontaktmed varmereservoaret) og la deretter utvide til $ c$. Under thisexpansion temperaturen synker til $ T_1$. Varmevekslet under denne delen av syklusen, $ Q_{bc}=0.$)
  3. ved tilstand$ c$ systemet er brakt i kontakt med et varmebeholder ved temperatur $ T_1$. Det er deretter komprimert til stat$ d$, avviser varme$ Q_1$ i prosessen.
  4. endelig komprimeres systemet adiabatisk tilbake til den første tilstanden $ a $. Varmevekslingen $ Q_{da}=0$.

den termiske effektiviteten til syklusen er gitt ved definisjonen

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

i denne ligningen er det en tegnkonvensjon underforstått. Mengdene$ Q_A$$ Q_R$ som definert er størrelsene til varmen absorbert ogjected. Mengdene $ Q_1$$ Q_2$ på den annen side er definedwith referanse til varme mottatt av systemet. I dette eksemplet er dentidligere negativ og sistnevnte er positiv. Varmen absorbert ogjektert av systemet finner sted under isotermiske prosesser ogvi vet allerede hva deres verdier er Fra Eq.(3.1):

$\displaystyle Q_2 = w_{ab} =N\mathbf{r}T_2 ,$
$\displaystyle q_1 = w_{cd} =N\mathbf{R}T_1 =-N\mathbf{R}T_1 = - N \ mathbf {r} t_1 .\quad \ textrm {($Q_1$ er negativ.)} $

Theefficiency kan nå skrives i form av volumene ved forskjellige tilstander som

$\displaystyle \eta = 1+ \frac{T_1}{T_2}.$ (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) showsto konsekvenser. For det første relateres de mottatte og avviste heatene til temperaturene i de isotermiske delene av syklusen med

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

For Det Andre blir Effektiviteten til En Carnot – syklus gitt kompakt av

$\displaystyle \eta = 1 - \frac{t_1}{t_2}.\qquad \ textbf{Carnot syklus effektivitet.} $ (3..7)

effektiviteten kan bare være 100% hvis temperaturen dervarme avvises er null. Varme-og arbeidsoverføringene til og frasystemet vises skjematisk i figur 3.5.

Figur 3.5:Arbeid og varme overføringer Ina Carnot syklus mellom to varme reservoarer

Bilde fig1CarnotCycleWQ_web

Gjørmete Poeng

Siden $ \eta = 1- {t_1}/{T_2}$, ser På $ p$$ v$ grafen, betyr det at jo lenger fra hverandre $ t_1$$ T_2$ isotermer er, denstørre effektivitet? Og at hvis de var veldig nært, ville det væreveldig ineffektiv? (MP 3.2)

I Carnot syklusen, hvorfor handler vi bare om volumendringer ogikke trykkendringer på adiabatene og isotermene?(MP 3.3)

er det en fysisk søknad om Carnot-syklusen? Kan Vi designe En Carnot-motor for en fremdriftsenhet?(MP 3.4)

Hvordan vet vi hvilke sykluser som skal brukes som modeller for virkelige prosesser?(MP 3.5)

nesteoppforrigeinnholdindeks
neste: 3.4 kjøleskap og varme opp: 3. Den Første Loven Forrige: 3.2 Generalisert Representasjon Av Innhold Index

UnifiedTP

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.