Ho fumana mokhoa oa ho eketsa bokhoni ba enjene ea mocheso , rasaense oa Lefora ea bitsoang Sadi Carnot (1796-1832) o ile a hlahloba mochini o loketseng oa lik'hilojule ka 1824. Ka nako eo, molao oa pele oa thermodynamics o ne o e-so qaptjoe, kapa molao oa bobeli oa thermodynamics. Molao oa pele ha o so qaptjoe hobane bo-rasaense ha ba e-so tsebe hore mocheso ke matla. Kamora hore Joule le basebetsi-'moho le eena ba leke liteko lilemong tsa bo-1830, bo-rasaense ba ile ba fumana hore mocheso ke matla a tsamaeang ka lebaka la liphapang tsa mocheso. Kahoo, molao oa pele oa thermodynamics o ile oa qaptjoa ka mor'a 1830. Sadi Carnot o ne a ntse a batlisisa enjene e loketseng ea lik'hilojule ka 1824. Patlisiso ea hae e ne e hlile e le ho eketsa bokhoni ba enjene ea mouoane. Lienjene tse ngata tsa mouoane tsa nako eo li ne li sa sebetse hantle.
Potoloho enjeneng e loketseng ea mocheso ea mohopolo oa Sadi Carnot e bitsoa potoloho ea Carnot. Pele re ithuta potoloho ea Carnot, re ile ra utloisisa ts'ebetso e ke keng ea fetoloa hape. Ts'ebetso e 'ngoe le e 'ngoe ea phetoho ea matla le phetisetso ea matla e etsahala ka mokhoa o ke keng oa fetoloa. Mohlala, re hohla matsoho hore matsoho a futhumale. Mocheso o hlahisoa ke mosebetsi oo re o etsang. Ts'ebetso ha e fetohe. Mocheso o ke ke oa hohla matsoho.
Morero oa enjene ea mocheso ke ho fetola karolo e 'ngoe ea ts'ebetso ena, moo mocheso o ka sebelisoang ho etsa mosebetsi ka katleho e phahameng ka ho fetisisa. Hore enjene ea mocheso e be le katleho e phahameng ka ho fetisisa, joale re tlameha ho qoba lits'ebetso tsohle tse ke keng tsa fetoloa. Phetiso ea mocheso ka tlhaho ha e fetohe e le hore motsamao oa mocheso o se ke oa etsahala.
Ha enjene e nka mocheso (Q H ) mochesong o phahameng (T H ), mokelikeli o sebetsang mochining le ona o tlameha ho ba mochesong oa T H. Ka mokhoa o ts'oanang, haeba enjene e ntša mocheso oa Q L mochesong o tlase (T L ), mokelikeli o sebetsang mochining le oona o tlameha ho ba mochesong oa T L. Kahoo, ts'ebetso efe kapa efe e kenyelletsang phetisetso ea mocheso e tlameha ho ba mocheso o sa fetoheng (mocheso o ts'oanang). Ka lehlakoreng le leng, haeba mocheso oa sesebelisoa sa mosebetsi mochining o pakeng tsa T H le T L , ha ho phetisetso ea mocheso e etsahalang pakeng tsa mochini moo sebaka se nang le mocheso oa T H (mofani oa mocheso) le sebaka se nang le mocheso oa T L (ho ntša). Hobane mocheso ha o tsamaee, ts'ebetso e tlameha ho etsoa ka mokhoa o sa reroang.
Potoloho ea Carnot e na le lits'ebetso tse peli tse ka fetoloang tsa isothermal le lits'ebetso tse peli tse ka fetoloang tsa adiabatic.
Setšoantšo se ka lehlakoreng ke potoloho ea piston Carnot bakeng sa khase e loketseng. Taba ea pele, mocheso o monngoa nakong ea katoloso ea isothermal (ab). Nakong ea katoloso ea isothermal, mocheso oa khase ka har'a silindara o lula o tsitsitse.
Ka mor'a moo, khase e atoloha ka adiabatike hoo mocheso o theohelang ho tloha ho T H ho ea ho T L (bc). T H = mocheso o phahameng, T L = mocheso o tlase. Nakong ea katoloso ea adiabatike, ha ho mocheso o kenang kapa o tsoang silindareng. Kamora moo, khase e hatelloa ka isothermally (cd). Nakong ea ho hatelloa ka isothermal, mocheso oa khase o lula o tsitsitse. Khase e hatelloa ka adiabatike (da). Hobane e hatelloa ka adiabatike, mocheso oa khase oa eketseha. Mocheso oa khase oa eketseha hoo khatello ea khase le eona e eketsehang. Ts'ebetso eohle potolohong ea Carnot e ka fetoloa.
Nakong ea katoloso ea isothermal le likhatiso tsa isothermal, mocheso oa khase o lula o tsitsitse. Sepheo ke ho qoba liphapang life kapa life tsa mocheso. Boteng ba phapang ea mocheso bo ka baka phetiso ea mocheso (ts'ebetso e sa fetoheng). Hore ts'ebetso ea isothermal e etsahale (mocheso oa khase o lula o tsitsitse) khase e tlameha ho atolosoa kapa ho hatelloa butle-butle. Ha e le hantle, katoloso, kapa khase e hatelletsoeng, e etsahala kapele haholo. Sena se bakoa ke pherekano (hopola thepa ea mokelikeli o fetohang), khohlano, viscosity, jj. Ka lebaka leo, ts'ebetso e phethahetseng ea isothermal e ke ke ea hlola e e-ba teng. Ka lehlakoreng le leng, katoloso le khatello ea adiabatic li potlakile.
Sepheo ke ho thibela mocheso hore o se ke oa phalla ka har'a silindara kapa oa tsoa ka har'a silindara. Boteng ba khohlano, ho teteana, jj. ha bo bake katoloso le khatiso e felletseng ea adiabatic. Hopola hore enjene ea Carnot ke ea khopolo-taba feela. Mochini oa Carnot ha o eo maphelong a rona. Leha e le ea khopolo-taba feela, boteng ba enjene ea Carnot ke nts'etsopele e molemo ea thermodynamics. Bonyane ho ka tsejoa ka lits'ebetso life kapa life tse ke keng tsa fetoloa tse ka etsahalang nakong ea ts'ebetso 'me tsa leka ho li fokotsa e le hore katleho ea enjene e be holimo haholo.
Sephetho sa bohlokoa sa enjene ea Carnot ke bakeng sa mocheso o phethahetseng oa enjene, mocheso o amoheloang (Q H ) o lekana le mocheso o phahameng (T H ), 'me mosi o qhibilihisitsoeng (Q L ) o lekana le mocheso o tlase (T L ). Kahoo, katleho ea enjene e phethahetseng ea mocheso ke:
Ena ke equation ea katleho e phethahetseng ea enjene ea mocheso.
Potso ea 1:
Enjene ea mouoane e sebetsa pakeng tsa 500 o C le 300 o C. Fumana bokhoni bo loketseng (bokgoni ba Carnot) ba enjene ea mouoane.
tharollo
Mocheso o lokela ho fetoloa hore e be sekala sa Kelvin.
T H (mocheso o phahameng) = 500 o C = 500 + 273 = 773 K
T L (mocheso o tlase) = 300 o C = 300 + 273 = 573 K
Bokgoni ba enjene e phethahetseng ya mocheso e sebetsang pakeng tsa 500 °C le 300 °C ke 26%. Ha mechini eo re e sebedisang bophelong ba rona ba letsatsi le letsatsi e sebetsa pakeng tsa 500 °C le 300 °C, bokgoni bo boholo boo mechini e ka bo fihlellang ke bokgoni bo loketseng bo ka bang makgetlo a 0.7 (18.2%).
Potso ea 2:
Enjene ea mocheso e amohela 600 J mochesong oa 300 °C, e etsa mosebetsi (W) oa 100 Joules ebe e ntša 500 J ho 100 °C. Fumana bokhoni ba 'nete le bokhoni bo botle (bokhoni ba Carnot) ba mochini ona.
Mocheso o lokela ho fetoloa hore e be sekala sa Kelvin
T H (mocheso o phahameng) = 300 o C — 300 + 273 = 573 K
T L (mocheso o tlase) = 100 o C — 100 + 273 = 373 K
Q H = 600 J
Q L = 500 J
Bokgoni ba enjene:
Bokgoni bo botle ba mochini ona:
Bokgoni ba enjene e phethahetseng ya mocheso e sebetsang pakeng tsa 300 °C le 100 °C ke 35%. Bokgoni bo boholo boo mochini o ka bo fihlellang hangata bo ka ba makhetlo a 0.7 ho feta bokgoni bo loketseng = 0.7 x 35% = 24.5% (24.5% x 600 J = 147 J mocheso o sebediswang ho etsa mosebetsi).
Bokgoni ba sebele ba mochini ona ke 17% (ke mocheso wa 100 J feela o sebediswang ho etsa mosebetsi). Ho ntse ho na le mocheso wa 147 J – 100 J = 47 J o ka sebediswang ho etsa mosebetsi.
Potso ea 3:
Mochini o fumana lik'hilojule tse 1000 tsa Joule mme o hlahisa li-Joule tse 400 tsa mosebetsi potolohong ka 'ngoe. Mochini ona o sebetsa pakeng tsa 500 o C le 200 o C. Bala bokhoni ba 'nete le bokhoni bo botle ba mochini ona.
tharollo
T H (mocheso o phahameng) = 500 o C — 500 + 273 = 773 K
T L (mocheso o tlase) = 200 o C — 200 + 273 = 473 K
Q H = 1000 J
Q L = 400 J
Bokgoni ba enjene:
Bokgoni bo botle ba mochini ona:
Bokgoni ba Carnot = 40%. Bokgoni ba nnete ba enjene = 60%. Mochini ona ha o yo. Bokgoni ba mochini bo ne bo ke ke ba feta bokgoni ba Carnot.
Potso ea 4:
Hore bokgoni ba enjene ya Carnot bo fihle ho 100% (1), mocheso o hlokahalang wa ho ntsha motlakase (T L ) ke ofe?
tharollo
Hore enjene e sebetse hantle ka botlalo ho fihlela 100% (mocheso oohle o ka sebelisoa ho etsa mosebetsi), mocheso o tlase (T L ) e lokela ho ba 0 Kelvin.
Ho fihla ho 0 mocheso oa Kelvin ha ho khonehe. Polelo ena ke molao oa boraro oa thermodynamics.
Kaha r ka 'ngoe ea 0 Kelvin ha e khonehe, enjene e phethahetseng ea mocheso e kanna ea se be le katleho ea 100%. Kaha katleho ea 100% e ke ke ea finyelloa ke enjene ea mocheso, ho ka fihleloa qeto ea hore ha ho khonehe ho sebelisa mocheso oohle (Q H ) ho etsa mosebetsi. Ho tlameha hore ebe ho na le mocheso o itseng o senyehileng (Q L ).
Ho ke ke ha e-ba le enjene ea mocheso (e sebetsang ka potoloho) e ka fetolang mocheso oohle hore o sebetse (Molao oa bobeli oa thermodynamics, polelo ea Kelvin-Planck).
Chate ena e bonts'a ts'ebetso ea isothermal (katoloso ea isothermal) e etsahalang mohatong o le mong feela. Ts'ebetsong ena, mocheso oohle (Q) o ka fetoloa mosebetsi (W). Palo ea mosebetsi o entsoeng = sebaka se nang le moriti.
Enjene ea mocheso e tlameha ho sebetsa ka ho tsoelang pele (ts'ebetso e tlameha ho etsahala khafetsa, e ke ke ea etsahala ka mohato o le mong feela). Mohlala, enjene ea mouoane ea mofuta o mong o fapanyetsanang. Piston e enjeneng ea mouoane e fapanyetsanang e tlameha ho tsamaea ka ho le letona le ka ho le letšehali ka ho tsoelang pele, e le hore mabili a ka potoloha (a ka sebelisoa ho tsamaisa ho hong). Mabili a ke ke a potoloha ha piston e tsamaea ho ema ka ho le letona ka nako eo (ts'ebetso e etsahala mohatong o le mong feela). Haeba ts'ebetso e etsahala khafetsa, ho ke ke ha khoneha hore mocheso oohle o ka fetoloa mosebetsi (polelo ea Kelvin-Planck).
Kerafo e ka letsohong le letšehali e bontša katoloso ea isothermal (motsu o theohelang) le khatello ea isothermal (motsu o nyolohelang holimo). Ts'ebetso ena e etsahala ka mokhoa o tsoelang pele ka isothermal (Ha ho mosebetsi o hlahisoang). Kerafo e ka letsohong le letona ke ts'ebetso ea katoloso ea isothermal (motsu o theohelang), ts'ebetso ea ho tobetsa isobaric (motsu o eang letsohong le letšehali) le ts'ebetso ea isohric (motsu o eang holimo). Ho tsoa lirafong tsena tse peli, ho bonahala eka bakeng sa ts'ebetso e tsoelang pele, kamehla ho na le mocheso o senyehang.
