1824 yılına kadar yapılan termal makinelerin bir işlev görebileceğine inanılıyordu. mükemmel, yani %100 verim veya buna yakın bir şeye ulaşabilecekleri düşünülüyordu. değer. Başka bir deyişle, bilim adamları o zamanlar tüm termal enerjiyi kullanabileceklerine inanıyorlardı. bu makinelere sağlanan - yani, tüm bu enerjiyi dönüştürebileceklerine inandılar. iş.
O zamanlar %100 verim elde etmenin imkansız olduğu gösteriler yapmaktan Mühendis Sadi Carnot sorumluydu. Sadi, ideal bir teorik termal makinenin, şimdiki adı verilen belirli bir döngü boyunca çalışacağını öne sürdü. Karnot Döngüsü.
Carnot, gösteriminde, termodinamiğin birinci yasası telaffuz edilmeden önce bile önerilen iki postüla kavramsallaştırdı. Bakın Carnot'un varsayımlarının ne ifade ettiğini:
Carnot'un 1. Postülası
- İki sabit sıcaklık arasında çalışan hiçbir makine, aynı sıcaklıklar arasında çalışan Carnot'un ideal makinesinden daha fazla verim sağlayamaz.
Carnot'un 2. Postulatı
- İki sıcaklık arasında çalışırken, makine ideal Carnot'un işletme sıvısı ne olursa olsun aynı verime sahiptir ve tamamen tersine çevrilebilir, enerji eklemeden.
Carnot tarafından dile getirilen varsayımlara göre, bir termik motorun veriminin, sıcak ve soğuk kaynakların sıcaklıklarının bir fonksiyonu olduğunun garantisini görebiliriz. Ancak, bu kaynakların sıcaklıklarını sabitleyerek, Carnot'un teorik makinesi en yüksek verime sahip olmayı başaran makinedir.
Carnot çevrimi, işletim sıvısının iki dönüşüme karşılık gelen mükemmel bir gaz olduğu idealize edilmiş, tersinir bir çevrimdir. izotermler iki adyabatik, serpiştirilmiş. Bu döngüde gaz tarafından açıklanan işlemler şunlardır:
1.°) izotermal genişleme Gazın sabit sıcaklık sistemi TA (sıcak kaynak) ile temas halinde olduğu ve ondan bir miktar ısı QA aldığı DA.
2.°) adyabatik genişleme AB, bu sırada çevre ile ısı alışverişi olmaz. Sistem, iç enerjide ve dolayısıyla sıcaklıkta bir azalma ile iş yapar.
3.°) BC izotermal kasılma, gazın sabit sıcaklık sistemi TB (soğuk kaynak) ile temas halinde olduğu ve ona bir miktar ısı QB verdiği.
4.°) adyabatik kasılma CD'si, bu sırada gaz çevre ile ısı alışverişi yapmaz. Sistem, iç enerjisini ve dolayısıyla sıcaklığını artırmaya yarayan işi alır.
Carnot çevriminde ısı alışverişi (Sbu ve QB) ve termodinamik sıcaklıklar (Tbu ve TB) sıcak ve soğuk kaynakların orantılıdır, ilişki şöyledir:
Bir termal makinenin verimlilik denkleminde yerine koyarak, Carnot makinesi için şunu elde ederiz:
Soğuk kaynağın sıcaklığı göz önüne alındığında (TB) sıfır kelvin'e (mutlak sıfır) eşit, η = 1 veya η = %100'e sahibiz. Ancak bu gerçek, termodinamiğin ikinci yasasıyla çelişir; %100, bu da bizi hiçbir fiziksel sistemin sıfıra eşit bir sıcaklığa sahip olamayacağı sonucuna götürür. mutlak.
Domitiano Marques tarafından
Fizik Mezunu
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maquinas-carnot.htm
