До 1824. године веровало се да изграђене термалне машине могу проћи кроз функционисање савршено, односно мислило се да могу да достигну 100% принос, или нешто слично томе вредност. Другим речима, научници у то време веровали су да могу искористити сву топлотну енергију снабдевени овим машинама - то јест веровали су да могу трансформисати сву ту енергију у радити.
Инжењер Сади Царнот је у то време био одговоран за демонстрације у којима је било немогуће добити 100% принос. Сади је предложио да би идеална теоријска термичка машина радила кроз одређени циклус, који се сада назива Царнотов циклус.
У својој демонстрацији Царнот је концептуализовао два постулата, која су предложена још пре него што је објављен први закон термодинамике. Погледајте шта објављују Царнотови постулати:
1. постулат Карноа
- Ниједна машина која ради између две фиксне температуре не може дати веће од Царнотове идеалне машине која ради између тих истих температура.
2. постулат Карноа
- Када ради између две температуре, машина идеално Царнота има исту ефикасност, без обзира на радну течност, и потпуно је реверзибилан, без додавања енергије.
Према Царнотовим постулатима, можемо видети гаранцију да је ефикасност топлотног мотора у функцији температура топлих и хладних извора. Међутим, фиксирањем температура ових извора, Царнотова теоријска машина је та која успева да има највећу ефикасност.
Царнотов циклус је идеализовани, реверзибилни циклус, у коме је радни флуид савршени гас, што одговара двема трансформацијама. изотерме то је двоје адијабатски, прошарано. Процеси које гас описује у овом циклусу су:
1.°) изотермално ширење ДА, током којег је гас у контакту са системом константне температуре ТА (врели извор), примајући из њега количину топлоте КА.
2.°) адијабатско ширење АБ, током којих нема размене топлоте са околином. Систем изводи рад са смањењем унутрашње енергије и, према томе, температуре.
3.°) БЦ изотермална контракција, током којег је гас у контакту са системом константне температуре ТБ (хладни извор), дајући му количину топлоте КБ.
4.°) ЦД са адијабатском контракцијом, током којих гас не размењује топлоту са околином. Систем прима рад, који служи за повећање његове унутрашње енергије, а тиме и температуре.
У Царнотовом циклусу, измењена топлота (КТХЕ и КБ.) и термодинамичке температуре (Т.ТХЕ и тБ.) топлих и хладних извора су пропорционални, а однос је:
Заменом једначине ефикасности термичке машине добијамо за Царнотову машину:
С обзиром на температуру извора хладноће (Т.Б.) једнака нули келвина (апсолутна нула), имамо η = 1 или η = 100%. Међутим, ова чињеница је у супротности са другим законом термодинамике, који гарантује да приход од 100%, што нас наводи на закључак да ниједан физички систем не може имати температуру једнаку нули апсолутни.
Аутор Домитиано Маркуес
Дипломирао физику
Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm
