Maybaygiare.org

Blog Network

3.3 cykl Carnota

następnydo górypoprzednispis treściindex
Następna” Pierwsze prawo poprzednie: 3.2 uogólnione Przedstawienie indeksu treści

cykl Carnota przedstawiono na rysunku 3.4. Ma cztery procesy. Istnieją dwie adiabatyczne odnóża odwracalne i dwie odnóża odwracalne. Możemy skonstruować cykl Carnota za pomocą wielu różnych systemów, ale koncepcje można pokazać za pomocą zwykłego płynu roboczego, gazu idealnego. System można uznać za komorę zamkniętą tłokiem i wypełnioną tym idealnym gazem.

rysunek 3.4:cykl Carnota-diagram termodynamiczny po lewej stronie i schemat różnych etapów cyklu dla układu złożonego z idealnego gazu po prawej

rysunek 1carnotcycle_web

cztery procesy w cyklu Carnota to:

  1. system znajduje się w temperaturze$ t_2$ w stanie$ a$. Powstaje w kontakcie ze zbiornikiem ciepła, który jest tylko cieczą lub masą na tyle dużą, że jego temperatura nie zmienia się znacząco, gdy pewna ilość ciepła jest przekazywana do systemu. Innymi słowy, zbiornik ciepła jest stałą temperaturąźródło (lub odbiornik) ciepła. Następnie system ulega ekspansji anizotermalnej z $ a$ do $ b$, z pochłoniętym ciepłem $ Q_2$.
  2. Atstate$ B$, system jest izolowany termicznie (usunięty ze zbiornika ciepła), a następnie rozwiń do$ c$. Podczas tej ekspansji temperatura spada do $ t_1$. Wymiennik ciepła w tej części cyklu $ Q_{BC}=0.$)
  3. w stanie $ c$ układ ma styczność ze zbiornikiem ciepła w temperaturze $ t_1$. Jest on następnie skompresowany do stanu $ d$, odrzucając ciepło $ Q_1$ w procesie.
  4. wreszcie, system jest skompresowany adiabatycznie z powrotem do stanu początkowego$ a$. Wymiany ciepła $ Q_{da} = 0$.

sprawność cieplna cyklu jest określona przez definicję

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

w tym równaniu występuje konwencja znaków. Zdefiniowane wielkości$ Q_A$$ Q_R$ są wielkościami pochłoniętego ciepła i ciepła. Ilości $ Q_1$$ Q_2$ definiowane są natomiast w odniesieniu do ciepła odbieranego przez system. W tym przykładzie formularz jest ujemny, a drugi dodatni. Ciepło absorbowane i odbierane przez system odbywa się podczas procesów izotermicznych i wiemy już, jakie są ich wartości z Eq.(3.1):

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

wydajność może być teraz zapisana w kategoriach woluminów w różnych stanach jako

$\displaystyle \eta = 1+ \frac{T_1}{T_2}.$ (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) Pokaż dwie konsekwencje. Po pierwsze, ciepła otrzymane i odrzucone są powiązane z temperaturami izotermicznych części cyklu przez

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

Po drugie, wydajność cyklu Carnota jest podana zwięźle przez

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

sprawność może wynosić 100% tylko wtedy, gdy temperatura, w której ciepło jest odrzucane, wynosi zero. Przepływ ciepła i pracy do iz systemu przedstawiono schematycznie wfigure 3.5.

rysunek 3.5:Praca i przenoszenie ciepła w cyklu Carnota pomiędzy dwoma zbiornikami ciepła

Image fig1CarnotCycleWQ_web

$ \eta = 1- {t_1} /{T_2}$, patrząc na$ p$$ V$, oznacza to, że im dalej od siebie znajduje się$ t_1$$ T_2$ izotermy to większa sprawność? I że gdyby byli bardzo blisko, byłoby to nieskuteczne? (MP 3.2)

w cyklu Carnota, dlaczego mamy do czynienia tylko ze zmianami objętości i zmianami ciśnienia na adiabatach i izotermach?(MP 3.3)

czy istnieje fizyczna aplikacja dla cyklu Carnota? Czy możemy zaprojektować silnik Carnota dla urządzenia napędowego?(MP 3.4)

skąd wiemy, które cykle wykorzystać jako modele dla rzeczywistych procesów?(MP 3.5)

następnydo górypoprzednispis treściindeks
następny: 3.4 lodówki i nagrzewanie: 3. Pierwsze Prawo Poprzednie: 3.2 uogólniona Reprezentacja zawartości Index

UnifiedTP

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.