فشرده سازی ایزوترمال و آدیاباتیک در چرخه کارنو

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

فشرده سازی ایزوترمال و آدیاباتیک در چرخه کارنو

پست توسط rohamavation »

فشرده سازی ایزوترمال و آدیاباتیک در چرخه کارنوIsothermal and adiabatic compression in the Carnot cycle
من در مورد موتور کارنو می خوانم و 2 مرحله اول (انبساط همدما و آدیاباتیک) را به خوبی درک کردم. در مرحله سوم که فشرده سازی همدما انجام می شود، محیط اطراف روی سیستم کار می کند. تصویر
سوال من این است که آیا از نظر فیزیکی باید آن را فشرده کنیم یا گاز خود به خود فشرده می شود؟
چیزی که برای من کاملاً شهودی نیست این است که چگونه است که پس از 4 مرحله، دما به دمای اولیه باز می گردد؟
باید گاز را به صورت فیزیکی فشرده کنیم. اگر چرخه کارنو را تحلیل کنیم، دلیل این امر، همراه با پاسخ به سوال دوم شما، آشکار خواهد شد. هنگام صحبت در مورد فرآیندها، در نظر گرفتن نمودارهای PV و TS راحت است:
تصویر
بیایید از حالت 1 با S1، T1، P1 و غیره شروع کنیم.
1 → 2: ورودی کار ایزنتروپیک.
قانون دوم برای این فرآیند می گوید:$S_2 - S_1 = \int\frac{\delta Q_{12}}{T} + \Delta S_{gen}$
به نمودار TS نگاه کنید. به وضوح،$ S2 = S1. $ما همچنین $\Delta S_{gen} = 0$را می دانیم زیرا این چرخه کارنو است.
بنابراین $Q_{12} = 0$ و قانون دوم S1=S2 را به دست می دهد.
دیگر چگونه دما را به حالت 2 افزایش می دهیم؟ برای افزایش دما باید مقداری انرژی غیر گرمایی اضافه کنیم اما ΔS=0 را نگه داریم. بنابراین ما باید کار را اضافه کنیم.
2 → 3: افزودن گرمای همدما و خروجی کار.
قانون دوم برای این فرآیند می دهد:$S_3 - S_2 = \frac{Q_{23}}{T_H}$
که در آن TH=T2=T3. بنابراین باید گرما اضافه شود زیرا آنتروپی را افزایش می دهیم. از نمودار PV توجه کنید که خروجی کار مثبت نیز داریم.اکنون در نمودار TS یک نیم مربع درست کرده ایم. مرحله بعدی کاهش همسانتروپیک دما به T1 است.
3 → 4: خروجی کار ایسنتروپیک.
به همان دلیل فرآیند 1 → 2، این فرآیند آدیاباتیک است. تنها راه کاهش آنتروپی حذف نوعی انرژی غیر گرمایی است (یعنی قانون دوم می گوید ما باید کار را خروجی کنیم).
4 → 1: دفع گرمای همدما و ورودی کار.
قانون دوم برای این فرآیند می دهد:
$S_{1'} - S_4 = \frac{Q_{41'}}{T_C}$
که در آن TC=T4=T1. من از حالت 1 استفاده می‌کنم زیرا می‌توانیم گرمای $Q_{41'} = T_C(S_1' - S_4)$ را که ما را به حالت دیگری می‌برد، رد کنیم. اما، از آنجایی که این یک چرخه است، ما به اندازه کافی گرما را رد می کنیم تا ما را به حالت 1 برگرداند. ما مجبور نیستیم این کار را انجام دهیم، فقط انتخاب می کنیم زیرا این یک چرخه است. فکر می کنم به سوال دوم شما پاسخ می دهد.
گاز دارای فشار مثبت است و با مخزنی در تماس است که آن را در دمای ثابت نگه می دارد. روی پیستون فشار می آورد. برای کاهش حجم، پیستون باید با نیرویی به داخل فشار وارد کند. این نیرو و فاصله کاری است که توسط پیستون انجام می شود.
این چرخه کارنو است زیرا بارها و بارها به همان نقاط باز می گردد.
گاز ایده آل از $PV=nkT$ تبعیت می کند، بنابراین اگر تمام گاز (n یکسان) به همان P و V برگردد، T باید یکسان باشد.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
تصویر

ارسال پست