Bis 1824 glaubte man, dass die gebauten thermischen Maschinen funktionieren könnten perfekt, das heißt, man dachte, dass sie eine Ausbeute von 100% oder etwas in der Nähe erreichen könnten Wert. Mit anderen Worten, die Wissenschaftler glaubten damals, sie könnten die gesamte thermische Energie nutzen an diese Maschinen geliefert – das heißt, sie glaubten, sie könnten all diese Energie in Arbeit.
Der Ingenieur Sadi Carnot war damals für die Durchführung von Demonstrationen verantwortlich, bei denen es unmöglich war, eine 100%ige Ausbeute zu erzielen. Sadi schlug vor, dass eine ideale theoretische thermische Maschine einen bestimmten Zyklus durchlaufen würde, der jetzt als. bezeichnet wird Carnot-Zyklus.
In seiner Demonstration konzeptualisierte Carnot zwei Postulate, die bereits vor der Verkündung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik aufgestellt wurden. Sehen Sie, was Carnots Postulate aussagen:
1. Postulat von Carnot
- Keine Maschine, die zwischen zwei festen Temperaturen arbeitet, kann mehr leisten als die ideale Maschine von Carnot, die zwischen diesen gleichen Temperaturen arbeitet.
2. Postulat von Carnot
- Beim Betrieb zwischen zwei Temperaturen ist die Maschine Ideal von Carnot hat unabhängig von der Betriebsflüssigkeit die gleiche Effizienz und ist vollständig reversibel, ohne Energie hinzuzufügen.
Nach den von Carnot aufgestellten Postulaten können wir die Garantie dafür sehen, dass der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine eine Funktion der Temperaturen der heißen und kalten Quellen ist. Durch die Festlegung der Temperaturen dieser Quellen erreicht Carnots theoretische Maschine jedoch die höchste Effizienz.
Der Carnot-Zyklus ist ein idealisierter, reversibler Zyklus, bei dem die Betriebsflüssigkeit ein perfektes Gas ist, was zwei Umwandlungen entspricht. Isothermen Es ist zwei adiabat, eingestreut. Die Prozesse, die das Gas in diesem Zyklus beschreibt, sind:
1.°) isotherme Expansion DA, während der das Gas mit dem konstanten Temperatursystem TA (Heißquelle) in Kontakt ist und von diesem eine Wärmemenge QA erhält.
2.°) adiabatische Expansion AB, bei denen kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet. Das System verrichtet Arbeit mit einer Abnahme der inneren Energie und damit der Temperatur.
3.°) BC isotherme Kontraktion, während der das Gas mit dem konstanten Temperatursystem TB (Kältequelle) in Kontakt ist und ihm eine Wärmemenge QB verleiht.
4.°) adiabatische Kontraktion CD, bei der das Gas keine Wärme mit der Umgebung austauscht. Das System erhält Arbeit, die dazu dient, seine innere Energie und damit seine Temperatur zu erhöhen.
Im Carnot-Zyklus wird Wärme ausgetauscht (QDAS und QB) und thermodynamische Temperaturen (TDAS und TB) der heißen und kalten Quellen sind proportional, die Beziehung ist:
Setzen wir in die Wirkungsgradgleichung einer thermischen Maschine ein, erhalten wir für die Carnot-Maschine:
Unter Berücksichtigung der Temperatur der Kältequelle (TB) gleich null Kelvin (absoluter Null) ist = 1 oder η = 100 %. Diese Tatsache widerspricht jedoch dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der garantiert, dass ein Einkommen von 100%, was uns zu dem Schluss führt, dass kein physikalisches System eine Temperatur gleich Null haben kann absolut.
Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm
