卡诺热机是一个依卡诺循环运作的理想热机,其基本架构是由尼古拉•莱昂纳尔•萨迪•卡诺在1824年建立,在1857及1866年提出熵的概念时,鲁道夫•克劳修斯也对卡诺热机进行数学的阐述。
第一阶段,等温可逆膨胀过程,系统从高温热源吸收热量;第二阶段,绝热可逆膨胀过程,系统温度从高降低;第三阶段,等温可逆压缩过程,系统把热量释放给低温热源 ;第四阶段,绝热可逆压缩过程,系统温度从低升高。
通过热力学相关定理我们可以得出,卡诺循环的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关,如果高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→∞的高温热源或T2=0K(-273℃)的低温热源,所以,卡诺循环的效率必定小于1。
由两个定温过程和两个绝热过程(见热力过程)所组成的可逆的热力循环。卡诺循环是19世纪法国工程师S.卡诺提出的,因而得名。卡诺循环分正、逆两种。在压-容(p-V)图和温-熵(T-S)图中(见图),ɑ-b-c-d-ɑ为正卡诺循环,ɑ-b为可逆定温吸热过程,工质在温度T1下从相同温度的高温热源吸入热量Q1;b-c为可逆绝热过程,工质温度自T1降为T2;c-d为可逆定温放热过程,工质在温度T2下向相同温度的低温热源排放热量Q2;d-ɑ为可逆绝热过程,工质温度自T2升高到T1,完成一个可逆循环,对外作出净功W。逆卡诺循环与上述正向循环反向,沿ɑ-d-c-b-ɑ方向,因而Q2是工质从低温热源吸入的热量(通称制冷量),Q1是工质排放给高温热源的热量,W是完成逆向循环所需的外界输入的净功。
卡诺定理阐明了热机效率的限制,指出了提高热机效率的方向(提高T1,降低T2,减少散热、漏气、摩擦等不可逆损耗,使循环尽量接近卡诺循环)。成为热机研究的理论依据、热机效率的限制。实际热力学过程的不可逆性及其间联系的研究,导致热力学第二定律的建立。在卡诺定理基础上建立的与测温物质及测温属性无关的绝对热力学温标,使温度测量建立在客观的基础之上。此外,应用卡诺循环和卡诺定理,还可以研究表面张力、饱和蒸气压与温度的关系及可逆电池的电动势等。还应强调,卡诺这种撇开具体装置和具体工作物质的抽象而普遍的理论研究,已经贯穿在整个热力学的研究之中。卡诺的研究具有多方面的意义。他的工作为提高热机效率指明了方向;他的结论已经包含了热力学第二定律的基本思想,只是热质观念的阻碍,他未能完全探究到问题的最终答案。由于卡诺英年早逝,他的工作很快被人遗忘。后来,由于法国工程师克拉珀珑(B.P.E.Clapeyron,1799—1864)在1834 年的重新研究和发展,卡诺的理论才为人们所注意。克拉珀珑将卡诺循环在一种“压(力)-容(积)图”上表示出来,并证明卡诺热机在一次循环中所做的功,其数值恰好等于循环曲线所围的面积。克拉珀珑的工作为卡诺理论的进一步发展创造了条件。
现实中有卡诺热机吗?
当然没有
卡诺热机现实中能制造出来吗?
通过热力学相关定理我们可以得出,卡诺循环的效率ηc=1-T2\/T1,由此可以看出,卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关,如果高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→∞的高温热源或T2=0K(-273℃)的低温热源,所以,卡诺循环的效率必定小于1。由...
可逆热机只有卡诺热机吗?没有别的可能了吗?
所以,可逆循环、卡诺循环是可以具有极限效率的热力循环,实际中只能无限接近而不能实现。理论上,可以实现可逆循环的只能是卡诺循环或者逆卡诺循环。
卡诺热机效率比实际热机效率
大。卡诺热机是一种理想化的可逆热机,其工作过程不受任何阻力或摩擦的影响,没有任何热量损失。在实际中,热机的工作过程会受到各种不可逆因素的影响,如热量损失、摩擦、工质内耗等,这些因素都会导致热机的效率降低。实际中的热机还受到其他因素的影响,如燃料不完全燃烧、散热不良等,这些因素会导致热机...
什么是卡诺热机
在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形。实际上就使得绝热过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。分析首次发现了自然界还存在一个热动力原理。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误,那就难以成立。
什么是卡诺热机?
揭示卡诺热机的奥秘:理想循环中的效率与设计 卡诺热机,这个名字背后隐藏着热力学的基石原理。它是理论上的理想可逆循环,仅依赖两个热源运作,无耗散且效率惊人。想象一下,这就像一个精密的机器,仅通过两个等温过程(ab 和 cd,温度恒定)和两个绝热过程(bc 和 da,隔离热量交换)完成工作,形成...
卡诺热机和蒸汽机的区别
发现对不上号,所以想请问下大家,卡诺循环如果现实中存在,第三步第四步该是什么样的变化?化砖渣:卡诺热机用的工质是理想气体,理想气体永远不会液化,实际上卡诺热机只是一直在压缩膨胀这个气体而已,总体来说是从高温热源吸热,一部分用来做功,一部分放热到低温热源具体细节天大版物化应该说的很清楚了...
化工热力学中,真实的热机和卡诺热机的比较是什么?
物理化学也有的,真实热机是不可逆的,不可逆指的是系统恢复了原来状态而环境不可以,卡诺循环是可逆热机,比较而言,所有热机效率中卡诺热机的效率最高,而且与工质无关,换句话说 只取决于高温低温热源温度
第二类永动机为什么不能实现
其中一个理论上甚至接近100%的回收余热,使得理论上的热效率无限接近100%,应该是只有这个可能做出实物,并且不会太难,几年内应该会出现实物。所有这些专利并不违反卡诺定律,它的热机的所有过程都是遵循卡诺定律的。卡诺热机是完全不利用余热的最简模型,只要利用一点点余热,理论上的效率就高于卡诺热机...
卡诺热机和一般热机的区别
卡诺热机和一般热机的区别是气体不同。1、卡诺热机用的工质是理想气体,理想气体永远不会液化,质量较好。2、而一般热机用的工质是随机气体,在使用过程中容易产生液化,造成机器损坏,质量没有保障。