Qual è il ciclo Carnot?

Il ciclo Carnot è un ciclo termodinamico idealizzato che descrive un motore di calore perfetto.Tutti i motori di calore reali sono approssimazioni imperfette della perfezione teorica incarnata dal ciclo di carnot.Nel ciclo di Carnot, non tutta l'energia termica viene convertita in lavori meccanici, ma una grande porzione è: la porzione più grande consentita dalla legge fisica.

Un motore termico produce lavoro dal differenziale di temperatura di due serbatoi.In un motore a combustione, un serbatoio è il calore creato all'interno del motore ( sorgente ) e l'altro è l'ambiente circostante esterno ( lavello ).Il calore generato dalla sorgente provoca l'espansione del gas all'interno del cilindro, guidando un pistone che funziona.Lo stato termodinamico del gas - in espansione, ma con una temperatura costante - è chiamato isotermico .

Alla fine la fonte di calore viene rimossa e il gas smette di espandersi così rapidamente.Se il calore fosse tenuto continuamente, il cilindro esploderebbe.Il gas inizia a perdere la temperatura in quanto raggiunge il suo volume massimo e non funziona più sul pistone.Questo è chiamato espansione adiabatica

del gas.Quindi il pistone inverte il percorso, comprimendo il gas, fino a quando non inizia a raggiungere una temperatura massima e la resistenza fisica a causa del calore che contiene, rimettendo il sistema nel suo stato di partenza.Quindi il ciclo ricomincia.

Esistono molti tipi diversi di motori di calore.Tutti funzionano sul gradiente di temperatura familiare tra una fonte e un lavandino.Per massimizzare l'efficienza dei motori di calore, devono essere ben isolati.Nella maggior parte dei motori utilizzati oggi, il gas rimane un gas per tutto il ciclo, ma nei motori a vapore si verifica un cambiamento di fase tra liquido e gas.

In un ciclo di carnot perfetto, tutti e quattro i passaggi si verificano molto lentamente, per ridurre al minimo l'entropia oIrreversibilità termodinamica, creata dal processo.In realtà, i passi progrediscono rapidamente e l'entropia viene generata, il che significa che il ciclo non può andare avanti per sempre.Le pareti del cilindro si degradano, il calore dall'interno del motore si perde in un ambiente esterno e così via.Il ciclo Carnot può essere eseguito al contrario per creare un frigorifero.