什么是卡诺热循环?(the carnot heat cycle?)

卡诺热循环,更恰当地称为卡诺循环,是一种理想化的热力学循环,用于确定在两个给定温度之间运行的热机的最大可能效率。它用于理论目的,但不能在物理系统中实际运行。虽然从理论上讲,发动机可以在接近最大效率的情况下运行,但循环中的传热速度太慢,不可能成为一个实用的系统。卡诺循环的主要价值在于为其他类型的热机建立最大效率。。...

卡诺热循环,更恰当地称为卡诺循环,是一种理想化的热力学循环,用于确定在两个给定温度之间运行的热机的最大可能效率。它用于理论目的,但不能在物理系统中实际运行。虽然从理论上讲,发动机可以在接近最大效率的情况下运行,但循环中的传热速度太慢,不可能成为一个实用的系统。卡诺循环的主要价值在于为其他类型的热机建立最大效率。。

在构造卡诺热循环时,有两个假设,以使其达到最大可能的效率——所有过程都是可逆的,熵没有变化。可逆过程是指能在不损失能量的情况下恢复到原始状态的过程。熵是系统中不能做功的能量。根据热力学第二定律,当一个过程发生时,系统中的熵必须增加或保持不变。这两个假设都不能在自然条件下实现,但它们有助于确定最大效率。。

在卡诺热循环中重复四个过程。第一种是等温膨胀“等温”意味着在整个过程中温度保持不变。在此期间,体积增加,压力降低,能量被添加到系统中。

下一个过程称为绝热膨胀。在绝热过程中,系统不会获得或损失热量。温度的变化是由压力和体积的变化引起的。对于这一特定步骤,压力降低,体积增加,以降低温度。

第三是等温压缩。在此过程中,压力增加,体积减小,能量从系统中排出。最后,进行绝热压缩,使系统恢复到原始状态。为了提高温度,压力增加,体积减小。

由于假设在卡诺循环期间熵没有变化,因此它可以无休止地进行,并在每次回到初始状态时保持相同的能量。然而,即使在这个理想化的系统中,仍然有一些熵,这意味着它不可能是100%有效的。卡诺热循环的实际效率可以使用其最高和最低温度,以绝对或开尔文(K)温度标度计算。在这个等式中,从最高温度中减去最低温度,然后除以最高温度。。

  • 发表于 2022-01-29 01:16
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  • 分类:科学

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