Carnot ciklus: 21 fontos tény, amit tudnod kell -

CARNOT CIKLUS

Nicolas Léonard Sadi-Carnot, egy francia gépészmérnök, tudós és fizikus bemutatta a Carnot motor néven ismert hőmotort a „Reflections on the Motive Power of Fire. Ez a termodinamika és az entrópia második főtételének alapja. Carnot hozzászólása tartalmaz egy megjegyzést, amely a „termodinamika atyja” címet adta neki.

Tartalomjegyzék

Carnot-ciklus a termodinamikában | a Carnot-ciklus működési elve | ideális Carnot ciklus | Carnot-ciklus termodinamika | Carnot ciklus meghatározása | Carnot ciklus működési elve | levegő szabvány Carnot ciklus| Carnot ciklus megfordítható.

A Carnot-ciklus az az elméleti ciklus, amely két hőtároló (Th és Tc) alatt működik, amelyek egyidejűleg kompresszión és táguláson mennek keresztül.

Négy reverzibilis folyamatból áll, amelyek közül kettő izoterm, azaz állandó hőmérséklet, amelyet felváltva két reverzibilis adiabatikus folyamat követ.

A Sadi-Carnot ciklusban használt munkaközeg a légköri levegő.

A hő hozzáadását és a hőelvonást állandó hőmérsékleten hajtják végre, de nem veszik figyelembe a fázisváltozást.

A Carnot-ciklus jelentősége

A Carnot ciklus nagy lépés volt a termodinamika történetében. Először is megadta a tényleges hőgép tervezéséhez használt hőmotor elméleti működését. Ezután a ciklust megfordítva hűtőhatást kapunk (lásd alább).

Carnot-ciklusos munka két termikus tartály között (T_h & T_c), és hatékonysága csak ettől a hőmérséklettől függ, és nem függ a folyadék típusától. Ez azt jelenti, hogy a Carnot-ciklus hatékonysága folyadékfüggetlen.

Carnot ciklus pv diagram | Carnot ciklus ts diagram | A Carnot-ciklus pv és ts diagramja | Carnot ciklus pv ts | Carnot ciklus grafikonja | Carnot ciklus pv diagram magyarázata | Carnot ciklus ts diagram magyarázata

1-2. folyamat: Izotermikus expanzió

Ebben a folyamatban a levegő állandó hőmérsékleten tágul, miközben hőt nyer.

Azaz állandó hőmérsékletű hőadagolásra kerül sor.

Expanzió => nyomás ↑ => eredmények Hőmérséklet ↓

Hő hozzáadása => Hőmérséklet ↑

Ezért a hőmérséklet állandó marad

2-3. folyamat: Reverzibilis adiabatikus expanzió

Ebben a folyamatban a levegő kitágul, az entrópia állandó marad, és nincs hőkölcsönhatás.

Ez nem változik az entrópiában, és a rendszer szigetelt

Ebben a folyamatban munka kimenetet kapunk

3-4. folyamat: izoterm kompresszió

Ebben a folyamatban a levegőt állandó hőmérsékleten összenyomják, miközben hőt veszítenek.

Azaz állandó hőmérsékletű hőelvonás megy végbe.

Kompresszió => nyomás ↓ => eredmények: Hőmérséklet ↑

Hő hozzáadása => Hőmérséklet ↓

Ezért a hőmérséklet állandó marad

4-1. folyamat: Reverzibilis adiabatikus tömörítés

Ebben a folyamatban a levegő összenyomódik, az entrópia állandó marad, és nincs hőkölcsönhatás.

Ez nem változik az entrópiában, és a rendszer szigetelt

Ebben a folyamatban munkát biztosítunk

A Carnot-ciklus a | Carnot ciklusdiagram | Carnot ciklus lépései | A Carnot-ciklus 4 szakasza | Carnot ciklus munka| izoterm expanzió a Carnot-ciklusban| Carnot ciklus kísérlet

1-2. folyamat:

Az expanziós folyamat során a Th hőmérsékletet állandóan tartják, és hőt (Qh) adnak a rendszerhez. A hőmérsékletet az alábbiak szerint tartjuk állandóan: A hőhozzáadás következtében fellépő hőmérséklet-emelkedést a tágulás miatti hőmérséklet-csökkenés kompenzálja.

Ezért az elvégzett eljárás állandó hőmérsékletet eredményez, mivel a folyamat kezdő- és véghőmérséklete azonos.

2-3. folyamat:

Amint látjuk, a folyamat reverzibilis (belső energia változás = 0) Adiabatikus (csak munkaátvitel, hőbevonás nélkül), az elvégzett tágulás csak hőmérséklet változást eredményez (Th-ről Tc-re), az entrópia állandó tartása mellett. .

A rendszer szigeteltként működik a bővítés ezen részén.

Értelmes hűtés történik.

3-4. folyamat:

A tömörítési folyamatot úgy hajtják végre, hogy a Tc hőmérsékletet állandóan tartják, és a hőt eltávolítják a rendszerből. A hőmérsékletet az alábbiak szerint tartjuk állandóan: A hőelvonás miatti hőmérséklet-csökkenést kompenzálja a kompresszió miatti hőmérsékletnövekedés.

Ezért az elvégzett eljárás állandó hőmérsékletet eredményez, mivel a folyamat kezdő- és véghőmérséklete azonos.

Hasonló az 1-2 folyamatokhoz, de pont ellenkező módon.

4-1. folyamat:

Amint látjuk, a folyamat reverzibilis (belső energia változás = 0) Adiabatikus (csak munkaátvitel, hőbevonás nélkül), az elvégzett kompresszió csak hőmérséklet változást eredményez (Tc-ről Th-re), az entrópia állandó tartása mellett. .

A rendszer a kompresszió ezen részének szigetelőjeként működik.

Értelmes fűtés zajlik.

Carnot-ciklusegyenletek| Carnot-ciklus levezetése

1-2. folyamat: Izotermikus expanzió

mint T_h állandóan tartják. [Belső energia (du) = 0] (PV = K)

Q_h = W ,

ezért [latex]W = \int_{V_{1}}^{V_{2}}PdV[/latex]

[latex]P = \frac{K}{V}[/latex]

[latex]W = K\int_{V_{1}}^{V_{2}}\frac{dV}{V}[/latex]

[latex]W = P_{1}V_{1}\int_{V_{1}}^{V_{2}}\frac{dV}{V}[/latex]

[latex]W = P_{1}V_{1}\left ( ln\frac{V_{2}}{V_{1}} \right )[/latex]

[latex]W = mRT_{h}\left ( ln\frac{V_{2}}{V_{1}} \right )[/latex]

2-3. folyamat: Reverzibilis adiabatikus expanzió

[latex]PV^{\gamma} = K[/latex]

[latex]W = \int_{V_{2}}^{V_{3}}PdV[/latex]

[latex]PV^{\gamma} = K[/latex]

ezért [latex]W = K\int_{V_{2}}^{V_{3}}\frac{dV}{V^{\gamma }}[/latex]

[latex]W = P_{2}V^{\gamma }_{2}\int_{V_{2}}^{V_{3}}\frac{dV}{V^{\gamma }}[/latex ]

[latex]W = P_{2}V^{\gamma }_{2}\int_{V_{2}}^{V_{3}}{V^{-\gamma }{dV}}[/latex]

[latex]W = K\int_{V_{2}}^{V_{3}}{V^{-\gamma }{dV}}[/latex]

[latex]W = K \left [ \frac{V^{1-\gamma }}{1-\gamma } \right ]_{2}^{3}[/latex]

[latex]PV^{\gamma } = K = P_{2}V_{2}^{\gamma } = P_{_{3}}V_{3}^{\gamma [/latex]

[latex]W=\left [ \frac{P_{3}V^{\gamma }_{3}V_{3}^{1-\gamma }-P_{2}V^{\gamma }_{2 }V_{2}^{1-\gamma }}{1-\gamma } \jobbra ][/latex]

[latex]W=\left [ \frac{P_{3}V_{3}-P_{2}V_{2}}{1-\gamma } \right ][/latex]

[latex]P_{2}V_{2}^{\gamma } = P_{_{3}}V_{3}^{\gamma } = K[/latex]

[latex]\left [ \frac{T_{2}}{T_{3}} \right ] =\left [ \frac{V_{3}}{V_{2}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]

Mivel a folyamat adiabatikus, Q = 0
ezért W = -du

3-4. folyamat: izoterm kompresszió

az 1-2. folyamathoz hasonlóan kaphatunk

mint T_c állandóan tartják. [Belső energia (du) = 0] (PV = K)

Qc = W ,

[latex]W = P_{3}V_{3}\left ( ln\frac{V_{3}}{V_{4}} \right )[/latex]

[latex]W = mRT_{c}\left ( ln\frac{V_{3}}{V_{4}} \right )[/latex]

4-1. folyamat: Reverzibilis adiabatikus tömörítés

az 2-3. folyamathoz hasonlóan kaphatunk

[latex]W=\left [ \frac{P_{1}V_{1}-P_{4}V_{4}}{1-\gamma } \right ][/latex]

[latex]P_{4}V_{4}^{\gamma } = P_{{1}}V{1}^{\gamma } = K[/latex]

[latex]\left [ \frac{T_{1}}{T_{4}} \right ] =\left [ \frac{V_{4}}{V_{1}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]

Carnot ciklus munka levezetése

Az első szerint termodinamika törvénye

W_háló = K_teljes

W_háló = K_h-Q_c

W_háló = [latex]mRT_{h}\bal ( ln\frac{V_{2}}{V_{1}} \right ) – mRT_{c}\left ( ln\frac{V_{3}}{V_{4 }} \jobbra )[/latex]

Az entrópia származtatása a carnot-ciklusból | entrópiaváltozás a carnot-ciklusban | az entrópia carnot-ciklusának változása | entrópia levezetése a carnot ciklusból | entrópia változás a carnot ciklusban

A ciklus megfordíthatóvá tételéhez az entrópia változása nulla (du = 0).

[latex]ds = \frac{\delta Q}{T} \ + \ S_{gen}[/latex]

[latex]S_{gen} \ =\ 0\ , \ for \ reversible \ process[/latex]

azt jelenti,

[latex]\frac{\delta Q}{T}=\ 0\ , \ for \ reversible \ process[/latex]

[latex]ds = \frac{\delta Q}{T} \ = \frac{\delta Q_h}{T_h}+ \frac{\delta Q_c}{T_c} = 0 [/latex]

A folyamathoz: 1-2

[latex]ds_{1-2} = \frac{mR\ T_{h}\ ln\left ( \frac{P_{1}}{P_{2}} \right )}{T_h}[/latex]

[latex]ds_{1-2} = m R \ ln\left ( \frac{P_{1}}{P_{2}} \right )[/latex]

A folyamathoz: 1-2

[latex]ds_{3-4} =- \frac{mR\ T_{c}\ ln\left ( \frac{P_{3}}{P_{4}} \right )}{T_c}[/latex]

[latex]ds_{3-4} = \frac{mR\ T_{c}\ ln\left ( \frac{P_{4}}{P_{3}} \right )}{T_c}[/latex]

[latex]ds_{3-4} = – m R \ ln\left ( \frac{P_{3}}{P_{4}} \right )[/latex]

[latex]ds_{3-4} = m R \ ln\left ( \frac{P_{4}}{P_{3}} \right )[/latex]

[latex]d_s = ds_{1-2}\ +\ ds_{3-4} = 0[/latex]

carnot ciklus hatékonysága| carnot ciklus hatásfok számítása| Carnot ciklus hatékonysági egyenlete| Carnot ciklus hatékonysági képlete | Carnot ciklus hatékonyságának bizonyítéka | carnot ciklus maximális hatékonyság | A carnot ciklus hatékonysága akkor maximális, ha | a carnot ciklus maximális hatékonysága

A Carnot ciklus hatékonysága maximális hatékonysággal rendelkezik, figyelembe véve a T_h mint a forró tározó és a T_c hideg tározóként a veszteségek kiküszöbölésére.

Ez a hőmotor által végzett munka mennyiségének és a hőmotor által igényelt hőmennyiségnek az aránya.

[latex]\mathbf{\eta = \frac{Net\ munka\ végzett\ hő\ motor }{hő\ elnyeli\ hő\ motor}}[/latex]

[latex]\eta = \frac{Q_{h}- Q_{c}}{Q_{h}}[/latex]

[latex]\eta =1- \frac{ Q_{c}}{Q_{h}}[/latex]

[latex]\eta =1- \frac{mRT_{c}\left ( ln\frac{V_{3}}{V_{4}} \right )}{ mRT_{h}\left ( ln\frac{V_ {2}}{V_{1}} \jobbra )}[/latex]

Ahogy a fenti egyenletből tudjuk,

[latex]\left [ \frac{T_{1}}{T_{4}} \right ] =\left [ \frac{V_{4}}{V_{1}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]

[latex]\left [ \frac{T_{2}}{T_{3}} \right ] =\left [ \frac{V_{3}}{V_{2}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]

de
[latex]\bal T_1 = T_2 = T_ó[/latex]
[latex]\left T_3 = T_4 = T_c[/latex]

[latex]\frac{V_{2}}{V_{1}} = \frac{V_{3}}{V_{4}}[/latex]

[latex]\eta =1- \frac{T_{c}}{T_{h}}[/latex]

100%-os hatásfokot kaphatunk, ha 0 k (T) hőt utasítunk el_c = 0)

A Carnot az ugyanazon hőtároló alatt működő motorok maximális hatásfokát tartja vissza, mint a Carnot-ciklus, ami azt feltételezi, hogy kiküszöböli az összes veszteséget, és súrlódásmentes ciklussá teszi a ciklust, ami a gyakorlatban soha nem lehetséges.

Ezért minden gyakorlati ciklus hatékonysága kisebb lesz, mint a Carnot-féle hatékonyság.

Fordított carnot ciklus | a fordított carnot ciklus | fordított carnot hűtési ciklus

Fordított Carnot ciklus:

Mivel a Carnot-ciklusban végbemenő összes folyamat reverzibilis, megtehetjük, hogy fordítva is működjön, azaz az alacsonyabb hőmérsékletű testből hőt vonjunk el és egy magasabb hőmérsékletű testbe engedjük át, így ez egy hűtési ciklus.

1-2. folyamat: Reverzibilis adiabatikus expanzió

Ebben a folyamatban a levegő kitágul, a hőmérséklet T-ra csökken_c, az entrópiát állandó értéken tartva és hőkölcsönhatás nélkül.

Ez nem változik az entrópiában, és a rendszer szigetelt

2-3. folyamat: Izotermikus expanzió

Ebben a folyamatban a levegő állandó hőmérsékleten tágul, miközben hőt nyer. A hő a hűtőbordából származik alacsony hőmérsékleten. A hőadagolás a hőmérséklet tartása mellett történik (T_c) állandó marad.

3-4. folyamat: Reverzibilis adiabatikus tömörítés

Ebben a folyamatban a levegő összenyomódik, és a hőmérséklet T-ra emelkedik_h, az entrópia állandó marad, és nincs hőkölcsönhatás.

Ez nem változik az entrópiában, és a rendszer szigetelt

4-1. folyamat: izoterm kompresszió

Ebben a folyamatban a levegőt állandó hőmérsékleten összenyomják, miközben hőt veszítenek. A hő visszakerül a forró tartályba. A hő visszaszorítása a hőmérséklet (T_h) állandó marad.

Fordított carnot ciklus hatékonysága

A fordított Carnot-ciklus hatékonyságát teljesítmény együtthatónak nevezik.

A COP a kívánt teljesítmény és a betáplált energia aránya.

[latex]COP = \frac{Kívánt\ Kimenet}{Energia\ Ellátott[/latex]

Carnot hűtési ciklus| carnot hűtési ciklus hatékonysága | teljesítménytényező carnot hűtési ciklus | Carnot ciklus hűtőszekrény hatékonysága

A hűtési ciklus fordított Carnot ciklussal működik. Ennek a ciklusnak a fő célja a hőforrás/forró tartály hőmérsékletének csökkentése.

[latex]COP = \frac{Kívánt\ Kimenet}{Energia\ Supplied}=\frac{Q_{c}}{W^{_{net}}}[/latex]

[latex]COP =\frac{Q_c}{Q_h-Q_c}=\frac{Q_c}{Q_h}-1[/latex]

Alkalmazás: klíma, hűtőrendszer

Carnot ciklusú hőszivattyú

A hőszivattyú működik fordított Carnot cikluson. A Hőszivattyú fő célja a hő átadása egyik testről a másikra, leginkább az alacsonyabb hőmérsékletű testről a magasabb hőmérsékletű testre a szállított munka segítségével.

[latex]COP = \frac{Kívánt\ Kimenet}{Energia\ Supplied}=\frac{Q_{c}}{W^{_{net}}}[/latex]

[latex]COP = \frac{Kívánt\ Kimenet}{Energia\ Supplied}=\frac{Q_{h}}{W^{_{net}}}[/latex]

[latex]COP =\frac{Q_h}{Q_h-Q_c}=1-\frac{Q_h}{Q_c}[/latex]

[latex]COP_{HP}=COP_{REF}+1[/latex]

A carnot és a rankine ciklus összehasonlítása | különbség a carnot és a rankine ciklus között

Összehasonlítás:

Az otto ciklus és a carnot ciklus közötti különbség

A Carnot-ciklus visszafordíthatatlan

Ha a Carnot-ciklus Adiabaticon fut, és nem reverzibilis adiabatikuson, akkor az irreverzibilis Carnot-ciklus kategóriájába tartozik.

Az entrópia nem marad állandó a 2-3 és 4-1 folyamatokban (ds nem egyenlő nullával)

az alábbiak szerint:

Az irreverzibilis ciklus alatt végzett munka viszonylag kisebb, mint a visszafordítható Carnot-ciklus

Ezért az irreverzibilis Carnot-ciklus hatékonysága kisebb, mint a reverzibilis Carnot-ciklus.

Miért reverzibilis a Carnot-ciklus?

Carnot szerint a Carnot-ciklus egy elméleti ciklus, amely maximális hatékonyságot biztosít. Ahhoz, hogy ezt a maximális hatékonyságot elérjük, minden veszteséget ki kell küszöbölnünk, és a rendszert reverzibilisnek kell tekintenünk.

Ha veszteségekkel számolunk, akkor a ciklus az irreverzibilis kategóriába kerül, és nem nyújtana maximális hatékonyságot.

Carnot ciklus térfogataránya

[latex]\left [ \frac{T_{1}}{T_{4}} \right ] =\left [ \frac{V_{4}}{V_{1}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]
&

[latex]\left [ \frac{T_{2}}{T_{3}} \right ] =\left [ \frac{V_{3}}{V_{2}} \right ]^{\gamma -1 }[/latex]

de
[latex]\bal T_1 = T_2 = T_ó[/latex]

[latex]\left T_3 = T_4 = T_c[/latex]

[latex]\frac{V_{2}}{V_{1}} = \frac{V_{3}}{V_{4}}[/latex]

Ezért a térfogatarány állandó marad.

A carnot ciklus előnyei

A Carnot ciklus egy ideális ciklus, amely maximális hatékonyságot biztosít az összes rendelkezésre álló ciklus közül.
A Carnot-ciklus segít a tényleges motor megtervezésében a maximális teljesítmény elérése érdekében.
Segít eldönteni, hogy milyen ciklus építhető fel. Amíg a motor hatékonysága kisebb, mint Carnot, addig a motor lehetséges; egyébként nem az.

A Carnot ciklus hátrányai

Lehetetlen állandó hőmérsékleten hőt adni és visszautasítani a munkaanyag fázisváltozása nélkül.
Lehetetlen viszonzó hőt építeni motorral egy dugattyút nagyon lassú sebességgel mozgatni a tágulás elejétől a közepéig, hogy kielégítse az izoterm tágulást, majd nagyon gyorsan segítse a reverzibilis adiabatikus folyamatot.

Miért nem használják a Carnot ciklust az erőműben?

A Carnot-ciklus izotermikustól adiabatikusig terjed. Az izoterm végrehajtásához vagy nagyon le kell lassítanunk a folyamatot, vagy foglalkoznunk kell a fázisváltással. A következő a reverzibilis adiabatikus, amelyet gyorsan kell végrehajtani a hőkölcsönhatás elkerülése érdekében.

Ez megnehezíti a rendszer felépítését, mivel a fél ciklus nagyon lassan fut, a másik fele pedig nagyon gyorsan.

carnot ciklus alkalmazása | carnot ciklus példa | Carnot-ciklus alkalmazása a mindennapi életben

A hőtechnikai eszközök, mint pl

hőszivattyú: hőellátásra
Hűtőszekrény: hűsítő hatás elérése a hő eltávolításával
Gőzturbina: energiát, azaz hőenergiát mechanikai energiává termelni.
Belső égésű motorok: energiát, azaz hőenergiát mechanikai energiává előállítani.

Carnot gőzciklus | carnot gőzciklus

A Carnot gőzciklusban a gőz munkafolyadék

1-2. folyamat: Izotermikus expanzió	Folyadék fűtése a kazán hőmérsékletének állandó tartásával.
2-3. folyamat: Reverzibilis adiabatikus expanzió	A turbinában a folyadék izentropikusan, azaz entrópiaállandóként tágul.
3-4. folyamat: izoterm kompresszió	A folyadék kondenzációja a kondenzátor hőmérsékletének állandó tartása révén.
4-1. folyamat: Reverzibilis adiabatikus tömörítés	A folyadékot izentropikusan, azaz entrópiaállandóval összenyomják, és visszaállítják az eredeti állapotba.

Praktikusságai:

1) Kétfázisú rendszerből nem nehéz állandó hőmérsékleten hozzáadni vagy elutasítani, mivel állandó hőmérsékleten tartása telítési értékre rögzíti a hőmérsékletet. De a hőelnyelési vagy -elnyelési folyamatnak a kevert fázisú folyadékra való korlátozása befolyásolja a ciklus termikus hatásfokát.

2) A reverzibilis adiabatikus tágulási folyamat egy jól megtervezett turbinával megvalósítható. A gőz minősége azonban csökken a folyamat során. Ez nem kedvező, mivel a turbinák nem tudják kezelni a 10%-nál több folyadékot tartalmazó gőzt.

3) A reverzibilis adiabatikus kompressziós eljárás során egy folyadék-gőz keveréket egy telített folyadék. Nehéz ilyen pontosan szabályozni a kondenzációs folyamatot a 4. állapot eléréséhez. Nem lehet olyan kompresszort tervezni, amely vegyes fázist kezel.

Carnot ciklus kérdései | carnot ciklus problémák | Carnot ciklus példa problémák

Q1.) Ciklikus hőgép kezelők a 900 K hőmérsékletű forrás és a 380 K hőmérsékletű nyelő között. a) mi lesz a hatásfok? b) mekkora lesz a hőelnyelés a motor KW nettó teljesítményére?

Válasz = adott: [latex]T_h = 900\ k[/latex] és [latex]T_c = 380\ k[/latex]

[latex]hatékonyság =1- \frac{T_{c}}{T_{h}}[/latex]

[latex]\eta =1- \frac{380}{900}[/latex]

[latex]\eta =0.5777=55.77[/latex] %

b) Hővisszautasítás (Qc) KW nettó teljesítményenként

[latex]\eta =\frac{W_{net}}{Q_h}[/latex]

[latex]Q_h=\frac{W_{net}}{\eta }=\frac{1}{0.5777}=1.731\ KW[/latex]

[latex]Q_c=Q_h-W_{net}=1.731-1=0.731\ KW[/latex]

Hővisszautasítás KW-onkénti nettó teljesítmény = 0.731 KW

Q2.) Carnot motor 40%-os hatásfokkal működik hűtőbordával 360 K-en. Milyen lesz a hőforrás hőmérséklete? Ha a motor hatásfoka 55%-ra nő, mi lesz a hatása a hőforrás hőmérsékletére?

Ans = adott : [latex]\eta = 0.4,\ T_c=360\ K[/latex]

[latex]\eta =1- \frac{T_{c}}{T_{h}}[/latex]

[latex]0.4 =1- \frac{360}{T_{h}}[/latex]

[latex]T_h=600\ K[/latex]

Ha [latex]\eta = 0.55[/latex]

[latex]0.55 =1- \frac{360}{T_{h}}[/latex]

[latex]T_h=800\ K[/latex]

Q3.) Carnot motor, amely 1.5 kJ hővel működik 360 K-en, és 420 J hőt utasít el. Mi a hőmérséklet a mosogatónál?

Válasz = adott: Q_h=1500 J, T_h= 360 K , Q_c= 420 J

[latex]\eta =1- \frac{T_{c}}{T_{h}}=1- \frac{Q_{c}}{Q_{h}}[/latex]

[latex]\frac{T_{c}}{T_{h}}=\frac{Q_{c}}{Q_{h}}[/latex]

[latex]\frac{T_{c}}{360}=\frac{420}{1500}[/latex]

[latex]T_{c}=\frac{420}{1500}*360[/latex]

[latex]T_{c}=100.8\ K[/latex]

Gyakran ismételt kérdések

Mi a Carnot-ciklus gyakorlati alkalmazása?

hőszivattyú: hőellátásra
Hűtőszekrény: hűsítő hatás elérése a hő eltávolításával
Gőzturbina: teljesítmény, azaz hőenergia előállítására mechanikai energiává.
Belső égésű motorok: energiát, azaz hőenergiát mechanikai energiává előállítani.

carnot ciklus vs keverés ciklus

Stirling, a Carnot-ciklus izentropikus tömörítési és izentropikus expanziós folyamatát állandó térfogatú regenerációs folyamat helyettesíti. A másik két módszer megegyezik a Carnot-ciklus izoterm hő hozzáadásával és elutasításával.

Mi a különbség a Carnot-ciklus és a fordított Carnot-ciklus között?

Az egyszerű carnot ciklus energiafejlesztőként működik, míg a fordított carnot energiafogyasztásként működik.

A Carnot ciklust a hőmotor, míg a fordított ciklust a hőszivattyú és a hűtőrendszer tervezésére használják.

Miért hatékonyabb a carnot ciklus minden más ideális ciklusnál, mint például az otto diesel brayton ideális videomagnó

Mennyi az entrópia nettó változása a Carnot-ciklus során?

Az entrópia nettó változása a Carnot-ciklus során nulla.

miért nem lehetséges a carnot ciklus

A Carnot-ciklus izotermikustól adiabatikusig terjed. Az izoterm végrehajtásához vagy nagyon le kell lassítanunk a folyamatot, vagy foglalkoznunk kell a fázisváltással.

A következő a reverzibilis adiabatikus, amelyet gyorsan kell végrehajtani a hőkölcsönhatás elkerülése érdekében.

Ez megnehezíti a rendszer felépítését, mivel a fél ciklus nagyon lassan fut, a másik fele pedig nagyon gyorsan.

miért a carnot ciklus a leghatékonyabb

Miért csak az izotermikus és az adiabatikus folyamatot foglalja magában a Carnot-ciklus, más folyamatokat, például izokhorikus vagy izobárikus folyamatokat nem?

A Carnot Cycle fő célja a maximális hatékonyság elérése, ami a rendszer reverzibilissé tételéhez vezet, tehát a rendszer reverzibilissé tételéhez semmilyen hőkölcsönhatási folyamatot nem kell fenntartanom, azaz adiabatikus folyamatot.

A maximális teljesítmény elérése érdekében izotermikus eljárást alkalmazunk.

Hogyan kapcsolódik a Carnot-ciklus a Stirling-ciklushoz?

Mi történik két, azonos forrású és nyelővel működő Carnot motor hatásfokával?

A hatásfok ugyanaz lesz, mivel a Carnot ciklus hatékonysága csak a forrás és a mosogató hőmérsékletétől függ.

A Carnot ciklus és a Carnot hűtőszekrény kombinációja

A Carnot hőmotor munkateljesítménye a Carnot hűtőrendszer munkabemeneteként szolgál.

Szükséges, hogy a hűtőszekrények csak Carnot cikluson működjenek?

A maximális teljesítménytényező (COP) elérése érdekében elméletileg a hűtési ciklust behálózzuk a Carnot-on.

Egy Carnot motor két tartályának hőmérséklete ugyanannyival megemelkedik. Hogyan befolyásolja a hatásfok?

Mindkét tározó hőmérsékletének emelkedése csökkenti a hatékonyságot

Az állvány felhasználása a Carnot ciklusban?

Az állvány adiabatikus folyamat végrehajtására szolgál. Nem vezető anyagból készült.

Fontos eredmények a Carnot motorciklushoz?

Bármilyen számú, a Carnot-elv szerint működő, azonos forrással és nyelővel rendelkező motor ugyanolyan hatásfokú lesz.

Carnot motor terminálja?

A Carnot motor a következőkből áll: Forró tartály, Hideg mosogató & Szigetelő állvány.

A szigetelő állvány definíciója, amely Carnot motorjának egyik része?

Az állvány egy adiabatikus folyamat, és nem vezető anyagból áll.

További cikkekért Mechanikai és termikus, látogass el hozzánk Kezdőlap.

Vizsgált paraméter	Carnot ciklus	Rankine ciklus
definíció	A Carnot-ciklus egy ideális termodinamikai ciklus, amely két termikus tartály alatt működik.	A Rankine ciklus a gőzgép és a turbina gyakorlati ciklusa
TS diagram
Hő hozzáadása és elutasítása	A hő hozzáadása és a hőelvonás állandó hőmérsékleten történik. (izoterm)	A hő hozzáadása és a hőelvonás állandó nyomáson (izobár) történik
Munkaközeg	Carnotban a munkaközeg a légköri levegő. Egyfázisú rendszer	A Carnot-ban a munkaközeg víz/gőz. Két fázist kezel
Hatékonyság	A Carnot hatásfoka az összes ciklus között a maximális.	A Rankine hatékonysága kisebb, mint a Carnot.
alkalmazás	A Carnot ciklust a hőmotor tervezésére használják.	A Rankine ciklust gőzgép/turbina tervezésére használják.

Vizsgált paraméter	Carnot ciklus	Otto Cycle
definíció	A Carnot-ciklus egy ideális termodinamikai ciklus, amely két termikus tartály alatt működik.	Az Otto ciklus ideális termodinamikus égési ciklus.
Ts diagram
folyamatok	Két izoterm és két izoterm	Két izochor és két izochorikus.
Hő hozzáadása és elutasítása	A hő hozzáadása és a hőelvonás állandó hőmérsékleten történik. (izoterm)	A hő állandó térfogaton termelődik, és a kipufogónál távozik. Nincs szükség külső hőforrásra. Hőt termel kémiai folyamatokkal, amelyek a benzin levegőkeverékének nagy nyomású gyújtógyertyával történő elégetése.
Munkaközeg	Carnotban a munkaközeg a légköri levegő.	Benzin és levegő keveréket használnak.
Hatékonyság	A Carnot hatásfoka az összes ciklus között a maximális.	Otto ciklus kisebb a hatékonysága, mint a Carnot ciklusnak.
alkalmazás	A Carnot ciklust a hőmotor tervezésére használják.	Otto ciklus belső égésű SI motorokhoz használják.