Ciclo di Carnot: 21 fatti importanti che dovresti sapere

CICLO DI CARNOT

Nicolas Léonard Sadi-Carnot, un ingegnere meccanico, scienziato e fisico francese, ha introdotto un motore termico noto come motore di Carnot nel libro "Riflessioni sulla forza motrice del fuoco. Essa porta ad essere il fondamento della Seconda legge della termodinamica e dell'entropia. Il contributo di Carnot contiene un'osservazione che gli ha dato il titolo di “Padre della Termodinamica.

Tabella dei Contenuti

Ciclo di Carnot in termodinamica | principio di funzionamento del ciclo di Carnot | ciclo di Carnot ideale | Termodinamica del ciclo di Carnot | Definizione di ciclo di Carnot | Principio di funzionamento del ciclo di Carnot | ciclo di Carnot standard dell'aria| Ciclo di Carnot reversibile.

Il ciclo di Carnot è il ciclo teorico che lavora sotto due serbatoi termici (Th & Tc) sottoposti contemporaneamente a compressione ed espansione.

Consiste in quattro processi reversibili, di cui due isotermici, cioè a temperatura costante, seguiti alternativamente da due reversibili processo adiabaticoes.

Il mezzo di lavoro utilizzato nel ciclo Sadi-Carnot è l'aria atmosferica. 

L'aggiunta di calore e l'eliminazione del calore vengono eseguite a una temperatura costante, ma non viene considerato alcun cambiamento di fase.

Ciclo di Carnot
Ciclo di Carnot

Importanza del ciclo di Carnot

L'invenzione del Ciclo di Carnot è stato un grande passo nella storia della termodinamica. In primo luogo, ha fornito il funzionamento teorico del motore termico utilizzato per la progettazione di un vero motore termico. Quindi, invertendo il ciclo, si ottiene l'effetto di refrigerazione (menzionato di seguito). 

Ciclo di Carnot lavoro tra due serbatoi termici (Th & Tc), e la sua efficienza dipende solo da questa temperatura e non dipende dal tipo di fluido. Questa è l'efficienza del ciclo di Carnot è indipendente dal fluido.

Diagramma pv ciclo di Carnot | Diagramma ts del ciclo di Carnot | diagramma pv e ts del ciclo di Carnot | Ciclo di Carnot pv ts | Grafico del ciclo di Carnot | Spiegazione del diagramma pv del ciclo di Carnot | Spiegazione del diagramma ts del ciclo di Carnot

2 1 2
PV Carnot
3/3
TS Carnot

Processo 1-2: espansione isotermica

In questo processo, l'aria viene espansa a temperatura costante mentre guadagna calore. 

Cioè, avviene l'aggiunta di calore a temperatura costante. 

Espansione => pressione ↑ => risultati Temperatura ↓

Aggiunta di calore => Temperatura ↑

Quindi la temperatura rimane costante 

Processo 2-3: espansione adiabatica reversibile 

In questo processo, l'aria viene espansa, mantenendo l'entropia costante e senza interazione del calore. 

Questo non è un cambiamento nell'entropia e il sistema è isolato

Otteniamo risultati di lavoro in questo processo

Processo 3-4: compressione isotermica

In questo processo, l'aria viene compressa con una temperatura costante mentre perde calore.

Cioè, avviene il rigetto del calore a temperatura costante.

Compressione => pressione ↓ => risultati: Temperatura ↑

Aggiunta di calore => Temperatura ↓

Quindi la temperatura rimane costante 

Processo 4-1: Reversibile Compressione adiabatica

In questo processo, l'aria viene compressa, mantenendo l'entropia costante e nessuna interazione termica. 

Questo non è un cambiamento nell'entropia e il sistema è isolato

Forniamo lavoro in questo processo

Il ciclo di Carnot è costituito da | Diagramma del ciclo di Carnot | Fasi del ciclo di Carnot | 4 fasi del ciclo di Carnot | Ciclo di Carnot lavoro| espansione isotermica nel ciclo di Carnot| Esperimento del ciclo di Carnot

Processo 1-2:

Il processo di espansione avviene dove la temperatura Th è mantenuta costante e si aggiunge calore (Qh) al sistema. La temperatura viene mantenuta costante come segue: L'aumento della temperatura dovuto all'aggiunta di calore è compensato dalla diminuzione della temperatura dovuta all'espansione. 

Quindi il processo svolto risulta a temperatura costante in quanto la temperatura di inizio e di fine del processo è la stessa.

Espansione isotermica
Espansione isotermica

Processo 2-3:

Come si vede, il processo è reversibile (variazione di energia interna = 0) Adiabatico (solo trasferimento di lavoro, nessun coinvolgimento termico), l'espansione effettuata si traduce solo in una variazione di temperatura (da Th a Tc), mantenendo costante l'entropia . 

Il sistema funge da isolante per questa parte dell'espansione. 

È in corso un raffreddamento sensibile.

Espansione adiabatica reversibile
Espansione adiabatica reversibile

Processo3-4:

Il processo di compressione viene eseguito dove la temperatura Tc viene mantenuta costante e il calore viene rimosso dal sistema. La temperatura viene mantenuta costante nel seguente modo: La diminuzione della temperatura dovuta allo smaltimento del calore è compensata dall'aumento della temperatura dovuto alla compressione. 

Quindi il processo svolto risulta a temperatura costante in quanto la temperatura di inizio e di fine del processo è la stessa.

Simile ai processi 1-2 ma nell'esatto contrario.

Compressione isotermica
Compressione isotermica

Processo 4-1:

Come si vede il processo è reversibile (cambio di energia interna = 0) Adiabatico (solo trasferimento di lavoro, nessun coinvolgimento termico), la compressione effettuata si traduce solo in una variazione di temperatura (da Tc a Th), mantenendo costante l'entropia . 

Il sistema funge da isolante per questa parte della compressione. 

È in corso un riscaldamento sensibile.

6.41
Compressione adiabatica reversibile

Equazioni del ciclo di Carnot| Derivazione del ciclo di Carnot

Processo 1-2: espansione isotermica

come Th viene mantenuto costante. [Energia interna (du) = 0] (PV = K)

Qh = W,

perciò, W = int_{V_{1}}^{V_{2}}PdV

P = frac{K}{V}

W = Kint_{V_{1}}^{V_{2}}frac{dV}{V}

W = P_{1}V_{1}int_{V_{1}}^{V_{2}}frac{dV}{V}

W = P_{1}V_{1}sinistra ( lnfrac{V_{2}}{V_{1}} destra )

W = mRT_{h}sinistra ( lnfrac{V_{2}}{V_{1}} destra )

Processo 2-3: espansione adiabatica reversibile

PV^{gamma} = K

W = int_{V_{2}}^{V_{3}}PdV

PV^{gamma} = K

perciò W = Kint_{V_{2}}^{V_{3}}frac{dV}{V^{gamma }}

W = P_{2}V^{gamma }_{2}int_{V_{2}}^{V_{3}}frac{dV}{V^{gamma }}

W = P_{2}V^{gamma }_{2}int_{V_{2}}^{V_{3}}{V^{-gamma }{dV}}

W = Kint_{V_{2}}^{V_{3}}{V^{-gamma }{dV}}

W = K sinistra [ frac{V^{1-gamma }}{1-gamma } destra ]_{2}^{3}

PV^{gamma } = K = P_{2}V_{2}^{gamma } = P_{_{3}}V_{3}^{gamma }

W=sinistra [ frac{P_{3}V^{gamma }_{3}V_{3}^{1-gamma }-P_{2}V^{gamma }_{2}V_{2}^{1 -gamma }}{1-gamma } destra]

W=sinistra [ frac{P_{3}V_{3}-P_{2}V_{2}}{1-gamma } destra]

Leggi anche

P_{2}V_{2}^{gamma } = P_{_{3}}V_{3}^{gamma } = K

sinistra [ frac{T_{2}}{T_{3}} destra] =sinistra [ frac{V_{3}}{V_{2}} destra]^{gamma -1}

Poiché il processo è adiabatico, Q = 0
quindi W = -du

Processo 3-4: compressione isotermica

simile al processo 1-2, possiamo ottenere

come Tc viene mantenuto costante. [Energia interna (du) = 0] (PV = K)

Qc = W,

W = P_{3}V_{3}sinistra ( lnfrac{V_{3}}{V_{4}} destra )

W = mRT_{c}sinistra ( lnfrac{V_{3}}{V_{4}} destra )

Processo 4-1: compressione adiabatica reversibile

simile al processo 2-3, possiamo ottenere

W=sinistra [ frac{P_{1}V_{1}-P_{4}V_{4}}{1-gamma } destra]

P_{4}V_{4}^{gamma } = P_{{1}}V{1}^{gamma } = K

sinistra [ frac{T_{1}}{T_{4}} destra] =sinistra [ frac{V_{4}}{V_{1}} destra]^{gamma -1}

Ciclo di Carnot derivazione lavoro svolto

Secondo il primo legge della termodinamica

Wrete = Dtotale

Wrete = Dh-Qc

Wrete = mRT_{h}sinistra ( lnfrac{V_{2}}{V_{1}} destra ) - mRT_{c}sinistra ( lnfrac{V_{3}}{V_{4}} destra )

Derivazione dell'entropia dal ciclo di Carnot | variazione di entropia nel ciclo di Carnot | variazione dell'entropia nel ciclo di Carnot | derivazione dell'entropia dal ciclo di Carnot | variazione di entropia nel ciclo di Carnot

Per rendere il ciclo reversibile, la variazione di entropia è zero (du = 0).

ds = frac{delta Q}{T} + S_{gen}

S_{gen} = 0 , per processo reversibile

questo significa,

frac{delta Q}{T}= 0 , per processo reversibile

ds = frac{delta Q}{T} = frac{delta Q_h}{T_h}+ frac{delta Q_c}{T_c} = 0

Per il processo: 1-2

ds_{1-2} = frac{mR T_{h} sinistra ( frac{P_{1}}{P_{2}} destra )}{T_h}

ds_{1-2} = m R lnsinistra ( frac{P_{1}}{P_{2}} destra )

Per il processo: 1-2

ds_{3-4} =- frac{mR T_{c} sinistra ( frac{P_{3}}{P_{4}} destra )}{T_c}

ds_{3-4} = frac{mR T_{c} sinistra ( frac{P_{4}}{P_{3}} destra )}{T_c}

ds_{3-4} = - m R lnsinistra ( frac{P_{3}}{P_{4}} destra )

ds_{3-4} = m R lnsinistra ( frac{P_{4}}{P_{3}} destra )

d_s = ds_{1-2} + ds_{3-4} = 0

efficienza del ciclo di Carnot| calcolo dell'efficienza del ciclo di Carnot| equazione di efficienza del ciclo di Carnot| formula di efficienza del ciclo di Carnot | prova di efficienza del ciclo di Carnot | ciclo di carnot rendimento massimo | l'efficienza del ciclo di Carnot è massima quando | massima efficienza del ciclo di Carnot

L'efficienza del ciclo di Carnot ha la massima efficienza considerando la Th come il serbatoio caldo e Tc come riserva fredda per eliminare eventuali perdite.

È un rapporto tra la quantità di lavoro svolto dal motore termico e la quantità di calore richiesta dal motore termico.

mathbf{eta = frac{Lavoro netto svolto dal motore termico }{calore assorbito dal motore termico}}

eta = frac{Q_{h}- Q_{c}}{Q_{h}}

eta =1- frac{ Q_{c}}{Q_{h}}

eta =1- frac{mRT_{c}sinistra ( lnfrac{V_{3}}{V_{4}} destra )}{ mRT_{h}sinistra ( lnfrac{V_{2}}{V_{1}} destra ) }

Come dall'equazione precedente sappiamo,

sinistra [ frac{T_{1}}{T_{4}} destra] =sinistra [ frac{V_{4}}{V_{1}} destra]^{gamma -1}

&

sinistra [ frac{T_{2}}{T_{3}} destra] =sinistra [ frac{V_{3}}{V_{2}} destra]^{gamma -1}

ma
sinistra T_1 = T_2 = T_h
sinistra T_3 = T_4 = T_c

frac{V_{2}}{V_{1}} = frac{V_{3}}{V_{4}}

eta =1- frac{T_{c}}{T_{h}}

Possiamo ottenere un'efficienza del 100% se riusciamo a respingere il calore a 0 k (Tc 0 =)

Carnot mantiene la massima efficienza di tutti i motori che funzionano sotto lo stesso serbatoio termico del lavoro del ciclo di Carnot reversibile, ipotizzando di eliminare tutte le perdite e rendendo il ciclo un ciclo senza attrito, cosa che in pratica non è mai possibile.

Quindi tutti i cicli pratici avranno un'efficienza inferiore all'efficienza di Carnot.

Ciclo di Carnot inverso | il ciclo di Carnot invertito | ciclo di refrigerazione a carnot invertito

Ciclo di Carnot inverso:

Poiché tutti i processi effettuati nel ciclo di Carnot sono reversibili, possiamo farlo funzionare in modo inverso, cioè per prendere calore dal corpo a temperatura più bassa e scaricarlo in un corpo a temperatura più alta, rendendolo un ciclo di refrigerazione.

.

Ciclo di Carnot invertito
Ciclo di Carnot invertito
PV Ciclo di Carnot invertito
PV Ciclo di Carnot invertito
TS Ciclo di Carnot invertito
TS Ciclo di Carnot invertito

Processo 1-2: espansione adiabatica reversibile 

In questo processo, l'aria viene espansa, la temperatura viene ridotta a Tc, mantenendo l'entropia costante e senza interazione termica. 

Questo non è un cambiamento nell'entropia e il sistema è isolato

Processo 2-3: espansione isotermica

In questo processo, l'aria viene espansa a temperatura costante mentre guadagna calore. Il calore è guadagno dal dissipatore di calore a bassa temperatura. L'aggiunta di calore avviene mantenendo la temperatura (Tc) è mantenuto costante. 

Processo 3-4: compressione adiabatica reversibile

In questo processo, l'aria viene compressa, portando la temperatura a Th, mantenendo l'entropia costante e nessuna interazione termica. 

Questo non è un cambiamento nell'entropia e il sistema è isolato

Processo 4-1: compressione isotermica

In questo processo, l'aria viene compressa con una temperatura costante mentre perde calore. Il calore viene respinto al serbatoio caldo. Il rifiuto del calore avviene mentre si mantiene la temperatura (Th) è mantenuto costante. 

Efficienza del ciclo di Carnot inverso

L'efficienza del ciclo di Carnot inverso è definita come coefficiente di prestazione.

Il COP è definito come il rapporto tra la potenza desiderata e l'energia fornita.

COP = frac{Produzione desiderata}{Energia fornita}

Ciclo frigorifero di Carnot| efficienza del ciclo di refrigerazione di carnot | coefficiente di prestazione ciclo frigorifero carnot | efficienza del frigorifero del ciclo di Carnot

Il ciclo di refrigerazione funziona a ciclo di Carnot invertito. L'obiettivo principale di questo ciclo è ridurre la temperatura della fonte di calore/serbatoio caldo.

COP = frac{Rendimento desiderato}{Energia fornita}=frac{Q_{c}}{W^{_{net}}}

COP =frac{Q_c}{Q_h-Q_c}=frac{Q_c}{Q_h}-1

 Applicazione: aria condizionata, sistema di refrigerazione

Pompa di calore a ciclo di Carnot

I pompa di calore funziona a ciclo di Carnot invertito. L'obiettivo principale della pompa di calore è quello di trasmettere calore da un corpo all'altro, la maggior parte dal corpo a temperatura più bassa a quello a temperatura più alta con l'aiuto del lavoro fornito.

COP = frac{Rendimento desiderato}{Energia fornita}=frac{Q_{c}}{W^{_{net}}}

COP = frac{Rendimento desiderato}{Energia fornita}=frac{Q_{h}}{W^{_{net}}}

COP =frac{Q_h}{Q_h-Q_c}=1-frac{Q_h}{Q_c}

COP_{HP}=COP_{REF}+1

Confronto tra ciclo di Carnot e Rankine | differenza tra ciclo di Carnot e Rankine

 Confronto:

ParametroCiclo di CarnotCiclo di Rankine
definizioneIl ciclo di Carnot è un ciclo termodinamico ideale che funziona sotto due serbatoi termici.Il ciclo Rankine è un ciclo pratico del motore a vapore e della turbina
Diagramma TS115
Aggiunta e rifiuto di calore HeatL'aggiunta e la reiezione del calore avvengono a temperatura costante. (isoterma)        L'aggiunta e la reiezione del calore avvengono a pressione costante (isobarica)
Mezzo di lavoroIl mezzo di lavoro in Carnot è l'aria atmosferica. Sistema monofaseIl mezzo di lavoro in Carnot è acqua/vapore. Gestisce due fasi
EFFICIENZAL'efficienza di Carnot è massima tra tutti i cicli.L'efficienza di Rankine è inferiore a quella di Carnot.
applicazioneIl ciclo di Carnot viene utilizzato per la progettazione del motore termico.Il ciclo Rankine viene utilizzato per la progettazione di motori/turbine a vapore.
Confronto Carnot Vs Rankine

Differenza tra ciclo otto e ciclo carnot

ParametroCiclo di CarnotCiclo Otto
definizioneIl ciclo di Carnot è un ciclo termodinamico ideale che funziona sotto due serbatoi termici.Il ciclo Otto è un ciclo di combustione termodinamico ideale.
diagramma Ts114
ProcessiDue isoterme e due isoentropicheDue isocore e due isoentropiche.
Aggiunta e rifiuto di calore HeatL'aggiunta e la reiezione del calore avvengono a temperatura costante. (isoterma)Il calore viene prodotto a volume costante e respinto allo scarico. Non è necessaria alcuna fonte di calore esterna. Produce calore mediante processi chimici che sono la combustione di una miscela aria benzina con l'ausilio di una candela ad alta pressione.
Mezzo di lavoroIl mezzo di lavoro in Carnot è l'aria atmosferica.Viene utilizzata la miscela di benzina e aria.
EFFICIENZAL'efficienza di Carnot è massima tra tutti i cicli.Otto ciclo ha meno efficienza del ciclo di Carnot.
applicazioneIl ciclo di Carnot viene utilizzato per la progettazione del motore termico.Otto ciclo viene utilizzato per il motore SI a combustione interna.
Confronto Carnot Vs Otto

Ciclo di Carnot irreversibile

Quando il ciclo di Carnot gira su adiabatico e non su adiabatico reversibile, rientra nella categoria del ciclo di Carnot irreversibile.

L'entropia non viene mantenuta costante nei Processi 2-3 e 4-1, (ds non è uguale a zero)

come mostrato di seguito:

Ciclo di Carnot irreversibile
Ciclo di Carnot irreversibile

La produzione di lavoro in un ciclo irreversibile è relativamente inferiore al ciclo di Carnot reversibile

Quindi, l'efficienza del ciclo di Carnot irreversibile è inferiore al ciclo di Carnot reversibile.

Perché il ciclo di Carnot è reversibile

Secondo Carnot, il ciclo di Carnot è un ciclo teorico che fornisce la massima efficienza. Per ottenere questa massima efficienza dobbiamo eliminare tutte le perdite e considerare il sistema reversibile.

Se consideriamo eventuali perdite, il ciclo rientrerà nella categoria irreversibile e non fornirebbe la massima efficienza.

Rapporto volume ciclo di Carnot

sinistra [ frac{T_{1}}{T_{4}} destra] =sinistra [ frac{V_{4}}{V_{1}} destra]^{gamma -1}
&

sinistra [ frac{T_{2}}{T_{3}} destra] =sinistra [ frac{V_{3}}{V_{2}} destra]^{gamma -1}

ma
sinistra T_1 = T_2 = T_h

sinistra T_3 = T_4 = T_c

frac{V_{2}}{V_{1}} = frac{V_{3}}{V_{4}}

Quindi il rapporto volumetrico è mantenuto costante.

Vantaggi del ciclo di Carnot

  • Il ciclo di Carnot è un ciclo ideale che offre la massima efficienza tra tutti i cicli disponibili.
  • Il ciclo di Carnot aiuta nella progettazione del motore effettivo per ottenere il massimo rendimento.
  • Aiuta a decidere la possibilità di costruire qualsiasi ciclo. Finché il Motore mantiene un'efficienza inferiore a Carnot, il Motore è possibile; altrimenti non lo è.

Svantaggi del ciclo di Carnot

  • È impossibile fornire calore e respingere il calore a una temperatura costante senza cambiamento di fase nel materiale di lavoro.
  • È impossibile costruire un calore alternativo motore per far viaggiare un pistone a una velocità molto bassa dall'inizio dell'espansione al centro per soddisfare l'espansione isotermica e poi molto rapida per aiutare il processo adiabatico reversibile.

Perché il ciclo di Carnot non viene utilizzato nella centrale elettrica?

Il ciclo di Carnot ha una trasmissione da isoterma ad adiabatica. Ora per eseguire l'isotermia, dobbiamo rendere il processo molto lento o affrontare il cambiamento di fase. Il prossimo è l'adiabatico reversibile, che deve essere eseguito rapidamente per evitare l'interazione del calore.

Quindi rendendo il sistema difficile da costruire poiché il mezzo ciclo è molto lento e l'altra metà molto veloce.

applicazione ciclo di Carnot | esempio di ciclo di Carnot | applicazione del ciclo di Carnot nella vita quotidiana

Dispositivi termici come

  • pompa di calore: per fornire calore
  • Frigorifero: per produrre un effetto di raffreddamento rimuovendo il calore
  • Turbina a vapore: per produrre energia cioè energia termica in energia meccanica.
  • Motori a combustione: per produrre energia cioè energia termica per energia meccanica.

Ciclo del vapore di Carnot | ciclo del vapore di carnot

Nel ciclo del vapore di Carnot il vapore funziona come fluido

Ciclo del vapore di Carnot
Ciclo del vapore di Carnot
Processo 1-2: espansione isotermicaRiscaldamento del fluido mantenendo costante la temperatura in caldaia.
Processo 2-3: espansione adiabatica reversibile Il fluido viene espanso isentropicamente, cioè costante di entropia in una turbina.
Processo 3-4: compressione isotermicaCondensazione del fluido mantenendo costante la temperatura nel condensatore.
Processo 4-1: compressione adiabatica reversibileIl fluido viene compresso isentropicamente cioè costante di entropia e riportato allo stato originale.

Le sue impraticabilità:

1) Non è difficile aggiungere o scartare a temperatura costante dal sistema bifase, poiché mantenendolo a temperatura costante si fisserà la temperatura al valore di saturazione. Ma limitare il processo di espulsione o assorbimento del calore al fluido in fase mista influenzerà l'efficienza termica del ciclo.

2) Il processo di espansione adiabatica reversibile può essere ottenuto da una turbina ben progettata. Ma la qualità del vapore si ridurrà durante questo processo. Questo non è favorevole in quanto le turbine non possono gestire il vapore con più del 10% di liquido.

3) Il processo di compressione adiabatica reversibile prevede la compressione di una miscela liquido – vapore ad a liquido saturo. È difficile controllare il processo di condensazione in modo così preciso da raggiungere lo stato 4. Non è possibile progettare un compressore in grado di gestire la fase mista.

domande sul ciclo di Carnot | problemi del ciclo di Carnot | problemi di esempio del ciclo di Carnot

Q1.) Operatori di motori termici ciclici tra source a 900 K e sink a 380 K. a) quale sarà l'efficienza? b) quale sarà lo smaltimento del calore per KW di potenza netta del motore?

Ans = dato: T_h = 900k ed T_c = 380k

efficienza =1- frac{T_{c}}{T_{h}}

eta =1- frac{380}{900}

eta =0.5777=55.77 %

b) Reiezione di calore (Qc) per KW di potenza netta

eta =frac{W_{rete}}{Q_h}

Q_h=frac{W_{netto}}{eta }=frac{1}{0.5777}=1.731 KW

Q_c=Q_h-W_{netto}=1.731-1=0.731 KW

Scarto di calore per KW di potenza netta = 0.731 KW

Q2.) Motore di Carnot che lavora al 40% di efficienza con dissipatore di calore a 360 K. quale sarà la temperatura della fonte di calore? Se l'efficienza del motore viene aumentata al 55%, quale sarà l'effetto sulla temperatura della fonte di calore?

Ans = dato: eta = 0.4, T_c=360 K

eta =1- frac{T_{c}}{T_{h}}

0.4 =1- frac{360}{T_{h}}

T_h=600 K

If et = 0.55

0.55 =1- frac{360}{T_{h}}

T_h=800 K

Q3.) Un motore di Carnot che lavora con 1.5 kJ di calore a 360 K e rifiuta 420 J di calore. Qual è la temperatura al lavandino?

Ans = dato: Qh=1500 J, th= 360 K, Qc= 420 J

eta =1- frac{T_{c}}{T_{h}}=1- frac{Q_{c}}{Q_{h}}

frac{T_{c}}{T_{h}}=frac{Q_{c}}{Q_{h}}

frac{T_{c}}{360}=frac{420}{1500}

T_{c}=frac{420}{1500}*360

T_{c}=100.8 K

FAQ

Che cos'è un'applicazione pratica di un ciclo di Carnot

  • pompa di calore: per fornire calore
  • Frigorifero: per produrre un effetto di raffreddamento rimuovendo il calore
  • Turbina a vapore: per produrre energia cioè energia termica per energia meccanica.
  • Motori a combustione: per produrre energia cioè energia termica per energia meccanica.

ciclo di Carnot vs ciclo Stirling

Stirling, la compressione isoentropica del ciclo di Carnot e il processo di espansione isoentropica sono sostituiti da un processo di rigenerazione a volume costante. Gli altri due metodi sono gli stessi del ciclo di Carnot e dell'aggiunta e del rifiuto del calore isotermico.

Qual è la differenza tra un ciclo di Carnot e un ciclo di Carnot invertito

Il ciclo di carnot semplice funziona come sviluppo di energia mentre il carnot invertito funziona come consumo di energia.

Il ciclo di Carnot viene utilizzato per progettare il motore termico, mentre il ciclo inverso viene utilizzato per progettare la pompa di calore e il sistema di refrigerazione.

Perché il ciclo di Carnot è più efficiente di qualsiasi altro ciclo ideale come otto diesel brayton ideal VCR?

Ciclo di Carnot lavoro tra due serbatoi termici (Th & Tc), e la sua efficienza dipende solo da questa temperatura e non dipende dal tipo di fluido. Questa è l'efficienza del ciclo di Carnot è indipendente dal fluido.

Carnot mantiene la massima efficienza di tutti i motori che funzionano sotto lo stesso serbatoio termico del lavoro del ciclo di Carnot reversibile, ipotizzando di eliminare tutte le perdite e rendendo il ciclo un ciclo senza attrito, cosa che in pratica non è mai possibile.

Qual è la variazione netta di entropia durante un ciclo di Carnot Car

La variazione netta di entropia durante un ciclo di Carnot è zero.

perché il ciclo di Carnot non è possibile?

Il ciclo di Carnot ha una trasmissione da isoterma ad adiabatica. Ora per eseguire l'isotermia, dobbiamo rendere il processo molto lento o affrontare il cambiamento di fase.

Il prossimo è l'adiabatico reversibile, che deve essere eseguito rapidamente per evitare l'interazione del calore.

Quindi rendendo il sistema difficile da costruire poiché il mezzo ciclo è molto lento e l'altra metà molto veloce.

perché il ciclo di Carnot è il più efficiente?

Ciclo di Carnot lavoro tra due serbatoi termici (Th & Tc), e la sua efficienza dipende solo da questa temperatura e non dipende dal tipo di fluido. Questa è l'efficienza del ciclo di Carnot è indipendente dal fluido.

Carnot mantiene la massima efficienza di tutti i motori che funzionano sotto lo stesso serbatoio termico del lavoro del ciclo di Carnot reversibile, ipotizzando di eliminare tutte le perdite e rendendo il ciclo un ciclo senza attrito, cosa che in pratica non è mai possibile.

Perché il ciclo di Carnot coinvolge solo il processo isotermico e adiabatico e non altri processi come l'isocoro o l'isobarico

L'obiettivo principale del ciclo di Carnot è quello di raggiungere la massima efficienza, che porta a rendere il sistema reversibile, quindi per rendere il sistema reversibile nessun processo di interazione termica dovrebbe essere mantenuto, cioè il processo adiabatico.

E per ottenere il massimo rendimento usiamo il processo isotermico.

In che modo il ciclo di Carnot è correlato a un ciclo di Stirling?

Stirling, la compressione isoentropica del ciclo di Carnot e il processo di espansione isoentropica sono sostituiti da un processo di rigenerazione a volume costante. Gli altri due metodi sono gli stessi del ciclo di Carnot e dell'aggiunta e del rifiuto del calore isotermico.

Cosa accadrà con l'efficienza di due motori di Carnot che funzionano con la stessa sorgente e lo stesso pozzo?

L'efficienza sarà la stessa, poiché l'efficienza del ciclo di Carnot dipende solo dalla temperatura della sorgente e del pozzo.

Combinazione di ciclo di Carnot e frigorifero di Carnot

Il lavoro prodotto dal motore termico di Carnot fornito come input di lavoro per il sistema di refrigerazione di Carnot.

Ciclo combinato.
Ciclo combinato.

È necessario che i frigoriferi funzionino solo a ciclo di Carnot?

Per ottenere il massimo Coefficiente di prestazione (COP), teoricamente mettiamo in rete il ciclo di refrigerazione per lavorare su Carnot.

La temperatura di due serbatoi di un motore Carnot viene aumentata della stessa quantità Come sarà influenzata l'efficienza?

L'aumento della temperatura di entrambi i serbatoi nello stesso tenderà a diminuire in efficienza

Usi dello stand nel ciclo di Carnot?

Il supporto viene utilizzato per eseguire un processo adiabatico. È costituito da materiale non conduttore.

Risultati importanti per il ciclo del motore di Carnot?

Qualsiasi numero di motori che funzionano secondo il principio di Carnot e che hanno la stessa sorgente e lo stesso pozzo avrà la stessa efficienza.

Terminale del motore di Carnot?

Il motore di Carnot sarà composto da: Serbatoio caldoLavello freddo Supporto isolante.

Definizione di supporto isolante che è una delle parti del motore di Carnot?

Il supporto viene utilizzato per eseguire un processo adiabatico, ed è costituito da materiale non conduttivo.

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