Gőzmozdony Carnot
Gőzmozdony Carnot
„Thermal gép - írta Carnot - már szolgálja a bányákban, mozgatni a hajót, elmélyítése a kikötő és a folyó kovácsolja vas. Vedd el Angliából pillanatában a gőzgépek jelentett volna egyszerre elvenni a vas és a szén, hogy elvegye
ő volt az összes forrással gazdagság. Annak ellenére, hogy a munkát mindenféle készült tekintetében a gőzgép, annak ellenére, hogy a megfelelő állapotban, amelyben most kapnak, az elméletük nagyon kevés fejlett "
A gyakorlatban, mint a szabály, meg kell oldani a következő probléma: van egy hőforrás (például szén), és köteles munkát végez (pl előzni a vonat). A szög tartalmazza bizonyos mennyiségű hő (égés 1 kg szén bizonyos hőmérsékleten, egy meglehetősen nagy mennyiségű vizet nőtt 1 ° C). Carnot tűzte ki, hogy válaszoljon a következő kérdésre: hogyan kell építeni egy gépet, hogy maximális teljesítményt produkál egy adott mennyiségű hőt? Ez könnyű létrehozni egy gépet, amely nem végez munkát (elegendő például, hogy éget faszén a kandalló). A gőzmozdony szenet égetni, hogy hőt termelnek; hő felmelegíti a vizet és kiderül, hogy a gőz; pár nyomja a dugattyút; a dugattyú kitolja valami mást, és végül a kerekek elkezdenek forogni, a vonat mozgott, és a vizet szivattyúzzák ki a bányákban. Hogyan érhetem el, hogy ez a folyamat rendkívül hatékony? Hogyan lehet a legjobban használni azt a munkát, például egy kiló szén?
Carnot tipikus francia módon össze értékelje az adott angol gőzgépet, ha bármilyen hőerőgép. Ő volt képes kialakítani (elvben) egy ideális hőerőgép, amely a hatékonyság meghaladja a hatékonyságát valódi gépen. Megmutatta, hogy a munka mennyisége kivont egy adott mennyiségű hőt fecskendeznek a tökéletes gép, csak a különbség a kezdő és befejező hőmérséklete.
ideális gép
Ideális Carnot gép két szempontból: 1) a súrlódási nem tekinthető, és 2) a folyamat jellemzi csak két hőmérsékleten. Más szavakkal, egy gép súrlódás nélkül, elrendezve, hogy, például, a gáz kitolja a dugattyú és a termelő munka, kiválasztja az összes hőt található forrásból a (magas), és elküldi a környező szervek található (alacsonyabb Ehhez, mint a Carnot motor bizonyítja az alábbi tétel.
Carnot-tétel. A hatékonyság a hőt a motor, működő két hőmérsékleten (magas) és (alacsony), a hatásfok kisebb, mint ideális gép.
Így a válasz arra a kérdésre: „Mi a maximális hatékonyságot a gép működött két különböző hőmérsékleten,” az
következő: nem lehet több, mint a hatékonysága az ideális gép. Számoljuk ki a hatékonyság, a tökéletes gép egyszerű volt, és Carnot volt képes kiszámítani azt.
Ez azt jelenti, hogy ha a gép fogyaszt hőt, mint például a kemence, amelyben a gáz, nyomja a dugattyút melegítjük magas hőmérsékleten, az összeg által végzett munka a motor hőmérsékletétől függ, amelyre a gázt lehűtjük, mielőtt visszatér a kemencébe. Amikor a gáz meleg, akkor végez munkát, ahol lehűtjük. De azután, hogy a gáz még mindig a hőt a környező szervek, és így (mivel kapcsolódik a gép működését) elveszíti azt.
Ábra. 365. Kiváló gép, ha meg lehetne létrehozni.
A gép lesz a lehető leghatékonyabban, kivéve, ha a gáz lesz, hogy minden a hőt, nem bízva semmit a fűtés a környező szervek. De ez lehet tenni? Ha lehet, akkor miért nem veszi a szokásos levegő (vagy víz az óceán), hogy adjon neki a lehetőséget, hogy lehűljön ellen, és a felszabaduló hőenergia alakítjuk a munka, akkor dobott kissé lehűlt a levegő vissza a légkörbe?
Az óceán tartalmaz hatalmas a kínálat a hőenergiát - az óceán nem annyira hideg, mint amilyennek lennie kellene. A szempontjából az energiamegmaradás ez elég lehet, hogy mozog a hajó az óceán miatt hőenergia, így egy enyhén hűtött vizet (ábra 365.); Sőt, semmi sem áll az időben
jégkockák a hajó hűtőszekrény. A fordított folyamat minden bizonnyal észre; nincs nehéz átalakítani bármilyen mennyiségű munka hővé, ami már felmelegítjük az óceán. Azt mondják, Xerxes dühös volt kénytelen a rabszolgák korbácsolt a Hellespontus - ily módon ő átalakította a legolcsóbb rabszolgamunkát hő Fölmelegszik ezt az ősi tenger. Azonban a fordított folyamat lehetetlen. Nem tudjuk, hogy a tengerbe, hogy nekünk dolgozzon a spontán hűtővíz.
Az úgynevezett második főtétele, úgy lehet tekinteni, mint egy egyszerű nyilatkozatot a következő kísérleti tény. Világunk van elhelyezve oly módon, hogy lehetetlen átalakítani hő munkát oly módon, hogy az egyetlen eredmény lenne egy hűtő konténer (például az óceán). Ezzel a tényt (most a második start) Carnot megmutatta, hogy a hatékonysága az ideális gép mindig nagyobb hatékonyságát valódi gépet, és csak attól függ, az elsődleges (magas) és végleges (legalacsonyabb) hőmérsékleten. Így minden gép működő, előre meghatározott hőmérséklet-különbség, hogy kevésbé lesz hatékony (általában sokkal kevésbé hatékony), mint ideális gép. Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség (különösen az alacsonyabb a végső hőmérséklet), annál nagyobb a hatékonysága a gép.
Gőzgép, mint bármely más hőerőgép fogyaszt hőt (a hőforrás üzemanyag), és dobja stack vagy közvetlenül a légkörbe (ábra. 366).
Hulladék hő energia, ez nem nagyon hozzáférhető, de mégis energiát. Ezért minél több a gép elviszik ezt az energiát, annál nagyobb a veszteség. Ezért, annak érdekében, hogy a gép lehet használni a teljes hőenergia, a végső hőmérséklet (kipufogógáz hőmérséklet) meg kell felelniük egy hőmérséklet az anyagok teljesen tartalmazó, bizonyos értelemben a hő. Később megtudjuk, hogy ezt a hőmérsékletet nevezzük abszolút nulla.