Kana tichitaura mufizikiki uye thermodynamics ye Carnot kutenderera Isu tiri kutaura nezve kutevedzana kwemaitiro anoitika muinjini yeCarnot. Icho chinhu chakanakisa chinosanganisira mashoma anodzoreredzwa emhando maitiro. Izvi zvinoreva kuti kana maitiro aya aitika, mamiriro ekutanga anogona kudzorerwa. Mhando iyi yeinjini inoonekwa mufizikisi seinjini yakanaka uye inoshandiswa kuronga mamwe ese einjini, maererano ne misimboti ye thermodynamics.
Muchikamu chino tiri kuzokuudza zvese zvaunoda kuti uzive nezve iyo Carnot kutenderera uye ayo makuru maitiro.
Mhando huru
Tiri kutaura kuti mhando yeinjini iyi inoonekwa seinjini yakanaka. Izvi ndizvozvo sezvo ichishaya kupererwa kwesimba, nekuda kwekukonana nepasi kana nemhepo uye chero rudzi rweiyo viscosity. Zvese izvi hunhu kana kusagadzikana zvinomuka mune chero chaiyo injini, kubvira hazvigoneke kushandura simba remhepo kuita basa rinoshandisika ne100%. Nekudaro, murwi weCarnot unogona kuteedzera ese aya mamiriro kuti akwanise kushanda zvirinani uye kuita kuverenga nenzira yakapusa.
Kana tichitenga injini tinotanga kubva kune chinhu chinokwanisa kuita basa. Semuenzaniso, zvinhu zvikuru zvinoshandiswa gasi, peturu kana chiutsi. Kana izvi zvinhu zvinokwanisa kuita basa zvichiiswa kune akasiyana shanduko mune zvese tembiricha uye kudzvanywa, ivo vanogadzira mamwe misiyano muhuwandu hwavo. Nenzira iyi, piston inogona kutamiswa mukati mehumburumbira kuti ive neinjini. Misimboti ye thermodynamics kuita basa rakakosha muzvirongwa izvi.
Chii chinonzi Carnot kutenderera?
Kutenderera uku kunoitika mukati mechirongwa chinonzi injini yeCarnot. Mune injini iyi pane gasi rakanaka iro rakapoteredzwa musilinda uye iro rinopihwa pisitoni. Iyo piston iri kusangana neakasiyana masosi ari pane akasiyana tembiricha. Mune ino system pane mamwe maitiro atinogona kuona mumatanho anotevera:
- Imwe huwandu hwekupisa hunopihwa kuchinhu. Iyi huwandu hwekupisa hunouya kubva pakakwirira tembiricha yekuchengetera dhamu.
- Iyo mota inoita basa nekuda kweiyi kupisa iyo yaizopihwa
- Kumwe kupisa kunoshandiswa uye kumwe kuparara. Tsvina inotamirwa kunzvimbo yekuchengetedza inopisa, iyo iri pamhepo yakadzika.
Kana tangoona maitiro ese, isu tichaenda kunoona ari matanho eiyo Carnot kutenderera ari. Kuongororwa kwemaitiro aya kunoitwa uchishandisa dhizaini umo kuyerwa uye vhoriyamu kuyerwa. Chinangwa cheinjini chinogona kunge chiri chekuchengetedza tangi nhamba mbiri inotonhorera nekubvisa kupisa kubva pairi. Mune ino kesi isu tichave tichitaura nezve inotonhora muchina. Kana, pane zvinopesana, chinangwa chiri chekuendesa kupisa kunzvimbo yekupisa nhamba yekutanga, saka tinenge tichitaura nezve kupisa pombi.
Kana isu tikaongorora kumanikidza uye vhoriyamu dhayagiramu tinoona kuti shanduko mukumanikidza uye tembiricha yeinjini inoratidzwa pasi pemamwe mamiriro ari anotevera:
- Chero bedzi tembiricha inoramba iripo. Pano tiri kutaura nezve isothermal maitiro.
- Hapana kupisa kupisa. Apa ndipo patinodziya kudziya.
Isothermal maitiro anofanirwa kubatana kune mumwe nemumwe uye izvi zvinowanikwa nekuda kwekupisa kwekupisa, pfungwa ine hukama ne chembere.
Matanho eiyo Carnot kutenderera
Pakutanga tinogona kutanga nechero chikamu chekutenderera umo gasi rine mamwe mamiriro ekumanikidza, huwandu uye tembiricha. Iri gasi richaita nhevedzano yemaitiro anozoibvumira kuti idzokere kumamiriro ayo epakutanga. Kamwe gasi rakanga radzokera kumamiriro aro ekutanga, rakanga rakakwana kuti ritange imwe kutenderera. Mamiriro aya anosangana chero bedzi simba remukati pamagumo rakafanana nesimba remukati pakutanga. Izvi zvinoreva kuti simba rinochengetedzwa. Isu tinotoziva kuti simba harina kusikwa kana kuparadzwa, asi rinoshandurwa chete.
Chikamu chekutanga cheCarnot kutenderera kunoenderana nekuwedzera isothermal. Muchikamu chino sisitimu inotora kupisa kubva mudura rekuchengetera 1 uye inoenda mukuwedzera isothermal. Nekudaro, iro gasi rinowedzera uye kumanikidza kunodzikira. Nekudaro, iyo tembiricha inoramba yakagadzikana kubvira apo iyo gasi inowedzera iyo inotonhora. Naizvozvo, isu tinoziva kuti simba rayo remukati rinoramba riripo nekufamba kwenguva.
Muchikamu chechipiri isu tine kuwedzera adiabatic. Adiabatic zvinoreva kuti iyo system haina kuwana kana kurasikirwa nekupisa. Izvi zvinowanikwa nekuisa gasi mukupisa kwekudziya sezvakaratidzwa pamusoro. Naizvozvo, mune yekuwedzera adiabatic vhoriyamu inowedzera uye kumanikidza kunodzikira kudzamara yasvika kukosha kwayo kwakadzikira.
In the yechitatu nhanho isu tine isothermal compression. Pano isu tinobvisa kuputira uye iyo system inosangana neyakaipisa tangi nhamba 2, inozove iri pasi pekupisa Neichi chikonzero, iyo sisitimu inoona nezve kuendesa iyo tsvina kupisa iyo isati yashandiswa kune ino inopisa tangi. Sezvo kupisa kunosunungura, kumanikidza kunotanga kuwedzera uye vhoriyamu kudzikira.
Chekupedzisira, muchikamu chekupedzisira cheCarnot kutenderera isu tinekudzvinyirira adiabatic. Pano tinodzokera padanho rekupisa kwekushisa nehurongwa. Iko kumanikidza kunowedzera vhoriyamu kunodzikira kudzamara wasvika kune yekutanga mamiriro zvakare. Naizvozvo, kutenderera kwakagadzirira kutanga futi.
Zvinogumira
Sezvatakambotaura, iyo Carnot injini inogoneka. Izvi zvinoreva kuti ine miganhu yayo kubvira mota chaidzo hadzina 100% inoshanda. Isu tinoziva kuti injini mbiri dzeCarnot dzine hunyanzvi hwakafanana kana ese ari maviri achishanda neamwechete ekupisa. Ichi chirevo chinoreva kuti chinhu chatinoshandisa chine basa, sezvo kuita kuchave kwakazvimiririra zvachose uye hakugone kuwedzerwa.
Mhedziso yatinotora kubva kuongororo yapfuura ndeyekuti iyo Carnot kutenderera ndiyo yepamusoro peiyo thermodynamic maitiro ayo anogona kusvika zvine mutsindo. Ndokunge, kupfuura ipapo, hakuzovi neinjini ine kugona kukuru. Isu tinoziva kuti kupisa kwemafuta hakuna kumbobvira kwakakwana uye madanho ediabatic haapo, nekuti pane kuchinjanisa kupisa nekunze.
Panyaya yemotokari, injini yeinjini inopisa uye musanganiswa wepeturu-mhepo hauite segasi rakakodzera. Tisingatauri zvimwe zvinhu izvozvo kukonzera kudzikira kwakanyanya mukuita.
Ndinovimba kuti neruzivo urwu unogona kudzidza zvakawanda nezve iyo Carnot kutenderera uye maitiro ayo.