До 1824 года считалось, что построенные тепловые машины могут подвергаться действию. идеально, то есть считалось, что они могут достичь 100% доходности или чего-то близкого к этому значение. Другими словами, ученые того времени считали, что могут использовать всю тепловую энергию. подавали на эти машины - то есть они считали, что могут преобразовать всю эту энергию в Работа.
Инженер Сади Карно в то время отвечал за демонстрации, на которых невозможно было добиться 100% выхода. Сади предположил, что идеальная теоретическая тепловая машина будет работать через определенный цикл, который теперь называется Цикл Карно.
В своей демонстрации Карно концептуализировал два постулата, которые были предложены еще до провозглашения первого закона термодинамики. Посмотрите, что провозглашают постулаты Карно:
1-й постулат Карно
- Никакая машина, работающая между двумя фиксированными температурами, не может дать больше, чем идеальная машина Карно, работающая между этими же температурами.
2-й постулат Карно
- При работе между двумя температурами машина идеальный Карно имеет одинаковую эффективность, независимо от рабочей жидкости, и полностью обратимый, без добавления энергии.
Согласно постулатам, провозглашенным Карно, мы можем видеть гарантию того, что эффективность теплового двигателя является функцией температур горячих и холодных источников. Однако, фиксируя температуры этих источников, теоретическая машина Карно является той, которая обеспечивает наивысший КПД.
Цикл Карно - это идеализированный обратимый цикл, в котором рабочая жидкость представляет собой идеальный газ, что соответствует двум превращениям. изотермы это два адиабатический, вкрапления. В этом цикле газом описываются следующие процессы:
1.°) изотермическое расширение DA, при котором газ контактирует с системой постоянной температуры ТА (горячий источник), получая от нее некоторое количество тепла QA.
2.°) адиабатическое расширение AB, при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой. Система выполняет работу с уменьшением внутренней энергии и, следовательно, температуры.
3.°) BC изотермическое сжатие, во время которого газ контактирует с системой TB с постоянной температурой (источник холода), отдавая ей количество тепла QB.
4.°) адиабатическое сокращение CD, при котором газ не обменивается теплом с окружающей средой. Система получает работу, которая служит для увеличения ее внутренней энергии и, следовательно, ее температуры.
В цикле Карно происходит обмен тепла (QTHE и QB) и термодинамические температуры (ТTHE и тB) горячего и холодного источников пропорциональны, причем соотношение следующее:
Подставляя в уравнение эффективности тепловой машины, получаем для машины Карно:
Учитывая температуру источника холода (ТB) равным нулю кельвину (абсолютный ноль), то η = 1 или η = 100%. Однако этот факт противоречит второму закону термодинамики, который гарантирует, что доход в размере 100%, что приводит нас к выводу, что ни одна физическая система не может иметь температуру, равную нулю. абсолютный.
Домициано Маркес
Закончил факультет физики
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm
