Carnot-cykeln är den teoretiska grunden för konstruktion och drift av alla förbränningsmotorer

Bland alla cykliska termodynamiskaProcesser med särskild teoretisk betydelse och praktisk tillämpning har Carnot-cykeln. Ofta kallas det oöverträffat, stort, idealiskt, etc. Och för många verkar det vara något mystiskt och oförståeligt. Men om du lägger alla accenter rätt, kommer all enkelhet, geni och skönhet enligt denna uppfinning, som upptäcktes av den franska forskaren och ingenjören Sadi Carnot, direkt att öppnas. Och det blir klart att det inte finns något övernaturligt i den process som han föreslagit, utan bara den mest effektiva användningen av vissa naturlagar.

Så vad är det egentligenden kända och mystiska Carnot-cykeln? Det kan definieras som en kvasistatisk process baserad på att det termodynamiska systemet kommer i termisk kontakt med ett par termostattankar med konstanta och stabila temperaturvärden. Det antas att temperaturen hos den första (värmaren) är högre än den andra (kylskåp). Carnot-cykeln är det första termodynamiska systemet, som ursprungligen har ett visst värmevärde, kommer i kontakt med värmaren. Då induceras en kvasi-statisk expansion genom en oändligt långsam nedgång i trycket, åtföljd av uppvärmning från värmaren och motstånd mot yttre tryck.

Därefter isoleras systemet, vilket igenDet orsakar kvasi-statisk expansion längs adiabat tills dess temperatur når de analoga parametrarna i kylskåpet. Med denna typ av expansion utförs det termodynamiska systemet även ett visst arbete mot motstånd mot yttre tryck. I detta tillstånd bringas systemet i kontakt med kondensorn, och genom kontinuerlig ökning av trycket komprimeras det till en viss punkt, så att den sedan ger den andra reservoaren den termiska energin som lånas från värmaren. Carnotcykeln är unik eftersom den inte åtföljs av någon värmeförlust. Teoretiskt kan ett sådant system kallas en evig rörelse maskin. Detta beror på att den termiska verkningsgraden av Carnot-cykeln, som endast beror på temperaturen hos ett par tankar, alltid är så hög som möjligt. Men hittills har ingen lyckats skapa en bil vars termiska effektivitet skulle överstiga trettio procent av de tillåtna enligt Sadi Carnots cykliska process.

Och denna process kallas ideal, för denmycket bättre än andra cykler kan göra värmen till användbart arbete. Å andra sidan, på grund av svårigheterna att organisera och genomföra isotermiska processer är dess användning i verkliga motorer extremt svår. För maximal effektivitet av värmeöverföring måste en sådan maskin vara helt isolerad från den yttre miljön, vilket i praktiken är praktiskt taget omöjligt.

Den omvända Carnot-cykeln ligger till grund för principenVärmepumpens verkan, som, till skillnad från en kylmaskin, bör ge så mycket energi som möjligt till ett hett föremål, till exempel ett värmesystem. En del av värmen lånas från den yttre miljön, som har en lägre temperatur, resten av erforderlig energi frigörs vid mekanisk bearbetning, såsom kompressor.