نگاهي به چرخه كارنو

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

سعدی کارنو در سال ۱۸۲۴ در مقاله‌ای با عنوان «اندیشه‌هایی درباره قدرت محرکه گرما» بیان کرد که:

بازده تمام ماشین‌های بازگشت پذیری که بین دماهای یکسانی کار می‌کنند با هم برابر است و بازده

هیچ ماشین بازگشت ناپذیری، که بین همان دو دما کار می‌کند، نمی‌تواند بیشتر از این باشد.


چرخه:

این سیستم شامل ماده‌ای است که انتقال گرما را به عهده دارد (ماده کاری) و از چهار فرآیند بازگشت

پذیر تشکیل شده، شامل دو فرایند هم دما و دو فرایند بی‌دررو است:

فرایند هم‌دما: گاز در مسیر AB در دمای ثابت TH گرمای QH را از چشمه گرم می‌گیرد و به طور هم دما

منبسط می‌شود.

فرایند بی‌دررو: در مسیر BC ماده کاری به طور بی‌دررو می‌شود و به دمای TC می‌رسد.

فرایند هم‌دما:در مسیر CD، گاز کامل بطور هم‌دما در دمای ثابت TC و با دادن گرمای QC به چشمه سرد

متراکم می‌شود.

فرایند بی‌دررو:در مسیر DA نیز ماده کاری به طور بی‌دررو متراکم می‌شود و دمایش به TH می‌رسد.

کارایی در ماشین‌های گرمای از رابطه زیر به دست می‌آید:





که در آن W کاری است که سیستم انجام می‌دهد و Q[SUB]H[/SUB] گرمای داده شده به سیستم است.



در چرخه کارنو کاری که سیستم انجام می‌دهد از:






و گرمای داده شده به سیستم از
:






بدست می‌آید.


و از این دو کارایی چرخه η بدست می‌آید:







که در آن T[SUB]H[/SUB] دمای چشمه گرم و T[SUB]C[/SUB] دمای چشمه سرد است.
 
بالا