największa do osiągnięcia dla takiego silnika? Odpowiedź na to pytanie dał w 1824 roku młody francuski inżynier Sadi Carnot. Miało to miejsce jeszcze przed sformułowaniem pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Carnot pokazał, że silnik odwracalny jest silnikiem najbardziej efektywnym z spośród tych, które mogą działać między dwoma dowolnymi zbiornikami ciepła.
Żaden silnik działająca między dwoma danymi zbiornikami ciepła nie może być bardziej wydajny niż silnik odwracalny pracujący między tymi dwoma zbiornikami.
Twierdzenie Carnota
Silnikiem odwracalnym jest, zatem, silnik doskonały, pracujący z największą wydajnością. Odwracalny silnik pracujący cyklicznie między dwoma zbiornikami ciepła nazywa się silnikiem Carnota, a jego cykl nazywa się cyklem Carnota. Silnik Carnota jest
Odwracalny silnik cieplny o współczynniku sprawności 40% usuwa 100J z grzejnicy, wykonuje 40J pracy i oddaje 60J do chłodnicy.
601 55 jj 5] | ||
Chłodnica o temperaturze T> | ||
(b) |
(c) |
W) |
pracuje w kierunku |
cieplny pracuje ze |
połączeniu z lodów ką (b) jest taki sam jak |
odwrotnym jako |
spraw nością 45% - tzn. |
idealnego silnika cieplnego, który odprowadza 5J |
lodówka, wtedy zostaje |
większą niż silnik |
chłodnicy i przekształca je w 5J całkowicie w pracę |
wykonana praca 40J, w |
odwracalny (a) |
bez jakichkolwiek innych efektów, co narusza |
celu odprowadzenia 60J |
drugą zasadę termodynamiki. Tak, więc, silnik | |
z chłodnicy i |
odwracalny | |
dostarczenia 100J do |
(a) jest silnikiem, który musi mieć największy | |
grzejnicy. |
współczynnik sprawności ze wszystkich silników |
Grzejni ca o temperaturze Ti
silnikiem doskonałym, w którym współczynnik sprawności nie może być już polepszony. Rysunek 15-7 ilustruje twierdzenie Carnota z zastosowaniem przykładu liczbowego.
Jeżeli żaden silnik nie może mieć większego współczynnika sprawności niż silnik Carnota, to wynika z tego, że silniki Carnota pracujące między dwoma takimi samymi zbiornikami