Rev seus motores com o Ciclo de Carnot
O ciclo de Carnot é um conceito importante na física. No motor de calor é 100 por cento eficaz. A quantidade de trabalho que você sair de um motor térmico é sempre menor que o calor que entra no motor. A segunda lei da termodinâmica diz que o mais eficiente motor de calor possível, não pode converter todo o calor de entrada para o trabalho. motores de calor reais sempre têm algumas perdas devido ao atrito ou interação com o ambiente.
Um motor térmico teórico que não tem essas perdas é conhecido como um motor de Carnot - e até mesmo uma máquina de Carnot perfeito não pode converter todo o calor de entrada para o trabalho. Uma máquina de Carnot consiste de um gás, um reservatório quente, e um reservatório frio. O gás aquece repetidamente e esfria e se expande e se contrai em um ciclo conhecido como o ciclo de Carnot.
O ciclo de Carnot tem quatro passos:
O gás se expande isotermicamente (a uma temperatura constante).
O gás absorve o calor do reservatório quente. À medida que o gás se expande, ele funciona em seus arredores igual ao calor que absorve. A temperatura do gás é igual à temperatura do reservatório quente nesta fase.
O gás esfria adiabaticamente (sem fluxo de calor).
O gás continua a se expandir, fazendo um trabalho em seus arredores, arrefecimento em que transfere energia interna para aquele ambiente. resfriamento adiabático e aquecimento pode ser muito quase alcançado se as paredes do recipiente que contém o gás são bem isolados.
Uma vez que se atinge a temperatura do reservatório frio, o gás começa a expandir isotermicamente.
Os arredores funcionam sobre o gás, e o calor é transferido para o gás.
O gás se comprime e se aquece adiabaticamente.
Os arredores continuar a fazer o trabalho no gás, mas nenhum calor é transferido para o gás durante esta fase. Esta fase termina quando a temperatura do gás atinge a temperatura do reservatório quente outra vez.
Você pode ver como a pressão e variação de volume durante o ciclo de Carnot. O trabalho feito em um ciclo é a área sombreada do gráfico.
O gás está de volta na temperatura, pressão e volume começou no, pronto para o ciclo para começar tudo de novo. Se você quer uma bomba de calor, em vez de um motor térmico, não há problema - o ciclo de Carnot ideal é completamente reversível, assim você só precisa executar o seu motor de calor em sentido inverso.