Carnot循环和逆转的圆形循环

钟状循环

钟状循环是一种以最佳效率所知的热力学循环。Carnot循环改变了热量形式可用的能量,以产生有用的可逆绝热(各向同性)和其他过程。

Carnot发动机效率是热热容器温度与冷藏液的温度的比率。众所周知,套管循环用于设置任何循环或发动机可以实现的最高效率基准。

工作是由工作流体在循环的第一部分期间完成的,并且在循环的第二部分期间在工作流体上完成工作。两者之间的差异是完成的网络工作。

通过利用需要工作量最少的过程并通过使用可逆过程来提供最多的过程可以最大化循环效率。实际上,由于与无法消除的每个过程相关联的不可逆转性,不能实现可逆循环。

在可逆周期上工作的冰箱和热力发动机被认为是用于比较实际热动发动机和冰箱的模型。在实际循环的开发中,可逆周期用作起点并被修改,以满足要求。

钟状循环由四个可逆流程(2号可逆 - 等温和2号可逆 - 绝热工艺组成,如下:
钟状循环

下面通过活塞的相关示例进行了圆形循环:
第1步 - 2
(可逆等温膨胀,TH=常数)
钟状循环
T.H是气体的初始温度以及储存器的温度,与气缸盖紧密接触。

当气体膨胀时,气体的温度落后,通过将无穷大的 - 热(DT)从储存器转移到气体,保持恒定。
在加入气体过程中传递的热量是qH

第2步 - 3
(可逆绝热膨胀温度下降H到了L.
钟状循环
当热储存器被绝缘体取代时,该系统变得绝热。在此过程中,气体温度降至tL.从TH

这个过程称为可逆和绝热(请注意工程热力学具有系统和流程的具体定义)。

第3步 - 4
(可逆等温压缩,TL.=常数)
钟状循环
在第3阶段,散热器在温度下替换气缸盖绝缘L.。当外力将活塞向内推动,以便在气体上进行工作,然后气体的温度增加。

但是,通过将热量拒绝到水槽来保持气体的温度保持恒定。在过程中被拒绝的热量是QL.
第4步 - 1
(可逆绝热压缩温度从T增加L.到了H
钟状循环
能量水槽被绝缘层替换,气体温度从t增加L.到了H在压缩过程中。

完成净工作

在扩展过程中由气体完成的工作是在曲线1-2-3下给出的区域。
在压缩过程中,在气体上工作是在曲线3-4-1下给出的区域
钟状循环
因此,所做的网络工作由路径1-2-3-4-1下的区域给出。

卡诺循环的重要性

热发动机效率取决于循环的最大和最小温度:
Carnot指出,热量发动机的效率与流体的类型无关,并且仅取决于循环期间的最大和最小温度。

因此,当在超加热的蒸汽温度上操作时,热发动机的效率更高。
Carnot循环和热力学的第二律:

Carnot循环清楚地证明了热量从称为贮存器的高温源吸收的事实,并且热量被拒绝下沉。这一事实成为热力学第二律法的基础。但是需要外部工作以便在反向方向上移动热量。

逆转钟状循环

钟状循环是一种可逆循环,当过程反转时,它变成了卡诺制冷循环。热量和工作相互作用的方向完全逆转,因此
因此,

  • 低温水库吸收的热量是QL.
  • 拒绝高温水库的热量是qH
  • 完成的工作是w网入

钟状循环
逆转钟状循环与传统的相同钟状循环除了过程的方向。

卡诺循环的历史

圆环周期以“n”命名。L. Sadi Carnot“谁在1824年发明了。Sadi Carnot被称为发现热力学和工作关系的热力学创始人。Carnot是第一个意识到热量基本上以不同的形式起作用的。

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