دورة كارنوت هي الأساس النظري لتصميم وتشغيل جميع محركات الاحتراق الداخلي

من بين جميع الديناميكا الحرارية الديناميكيةالعمليات ذات الأهمية النظرية الخاصة والتطبيق العملي لديه دورة Carnot. في كثير من الأحيان يطلق عليه منقطع النظير ، عظيم ، مثالي ، وما إلى ذلك. وبالنسبة للكثيرين يبدو أنه شيء غامض وغير مفهومة. ومع ذلك ، إذا قمت بوضع جميع اللكنات بشكل صحيح ، فستفتح على الفور البساطة ، والعبقرية ، وجمال هذا الاختراع ، الذي اكتشفه العالم الفرنسي والمهندس سادي كارنو. ويصبح من الواضح أنه لا يوجد شيء خارق في العملية التي اقترحها ، ولكن فقط الاستخدام الأكثر فعالية لقوانين معينة من الطبيعة.

ما هو حقادورة Carnot الشهيرة والغامضة؟ ويمكن تعريفه على أنه عملية شبه ثابتة تعتمد على إحضار النظام الحراري الديناميكي إلى اتصال حراري مع زوج من صهاريج ترموستات ذات قيم ثابتة وثابتة لدرجة الحرارة. من المفترض أن درجة حرارة أول (سخان) أعلى من الثانية (الثلاجة). إن دورة Carnot هي أن نظام الديناميكا الحرارية ، أولاً ، الذي يمتلك أولاً قيمة حرارية معينة ، يتلامس مع السخان. ثم ، بسبب انخفاض بطيء بشكل لا نهائي في الضغط ، يتم تحفيز التوسع شبه الثابت فيه ، مصحوبا باقتراض الحرارة من السخان ومقاومة الضغط الخارجي.

بعد ذلك ، يتم عزل النظام ، وهو مرة أخرىيتسبب في تمدد شبه ثابت على طول الأديبات حتى تصل درجة حرارته إلى المعلمات المماثلة للثلاجة. مع هذا النوع من التوسع ، يقوم النظام الديناميكي الحراري أيضًا ببعض العمل المقاوم للضغط الخارجي. في هذه الحالة، النظام واحتكوا مع المكثف، حيث من خلال زيادة باستمرار الضغط يتم ضغطها إلى حد ما، بحيث ثم يرسل كامل خزان الحرارة الثاني، اقترضت من المدفأة. دورة Carnot فريدة من نوعها من حيث أنها لا تقترن بأي فقدان للحرارة. نظريا ، يمكن أن يسمى مثل هذا النظام آلة الحركة الدائبة. وذلك لأن الكفاءة الحرارية للدورة كارنو، الذي يعتمد فقط على الزوج خزان درجة الحرارة سوف يكون دائما أعلى مستوى ممكن. ومع ذلك، حتى الآن لم يستطع أي واحد لإنشاء جهاز والكفاءة الحرارية التي من شأنها أن تزيد على ثلاثين في المئة من عملية دورية المسموح سادي كارنو.

وتسمى هذه العملية مثالية ، لأنهاأفضل بكثير من الدورات الأخرى قادرة على تحويل الحرارة إلى عمل مفيد. من ناحية أخرى ، بسبب الصعوبات في تنظيم وتنفيذ العمليات الحرارية ، فإن استخدامه في المحركات الحقيقية أمر بالغ الصعوبة. لتحقيق أقصى كفاءة لنقل الحرارة ، يجب أن تكون هذه الآلة معزولة تمامًا عن البيئة الخارجية ، والتي هي في الواقع مستحيلة عمليًا.

ترتكز دورة كارنو العكسية على المبدأعمل مضخة الحرارة، والتي، على عكس آلة التبريد يجب كمصدر للطاقة يمكن أن تعطى يعد أي جسم ساخن، مثل نظام التدفئة. يتم أخذ بعض الحرارة من البيئة الخارجية، وجود انخفاض درجة الحرارة، يتم تحرير جزء المتبقي من الطاقة المطلوبة في أداء الأعمال الميكانيكية، مثل ضاغط.