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:
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
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 обавља 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
Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или академском раду? Погледајте:
СИЛВА, Домициано Цорреа Маркуес да. „Царнотове машине“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm. Приступљено 27. јуна 2021.
