JoVE Logo

Oturum Aç

21.9 : The Carnot Cycle and the Second Law of Thermodynamics

The Carnot engine works between two heat reservoirs of fixed temperatures. The Carnot cycle begs the following question: Is it possible to devise a heat engine that is more efficient than a Carnot engine between two fixed temperatures? The answer lies in designing a Carnot refrigerator.

Since the individual steps in a Carnot cycle can be reversed, the entire cycle is, thus, reversible. If a Carnot cycle is reversed, it becomes a Carnot refrigerator. It extracts heat Qc from a cold reservoir at temperature Tc when the ideal gas is allowed to expand isothermally. The gas is then compressed adiabatically until its temperature reaches Th. Isothermal compression of the gas results in heat Qh rejected to a hot reservoir at temperature Th. The gas is then allowed to expand adiabatically, causing its temperature to drop to Tc and, thus, completing the cycle.

The relationship between the temperature and volume of the ideal gas remains the same whichever way the engine runs. Hence, the unknown quantities Qc and Qh can be related to the known temperatures Tc and Th in the same way as for a forward Carnot cycle. The total work done by the gas is also similarly given by the area enclosed by the p-V curve.

Assume that a heat engine can be designed to operate between the same two temperatures but to have an efficiency greater than a Carnot engine. Then, combine this heat engine with a Carnot refrigerator. Effectively, the combined engine extracts a net amount of heat from the hot reservoir and converts it to work without any other effect. Thus, the combination violates the second law of thermodynamics.

A corollary of this is the Carnot principle. It helps us define ideal reversible systems and sets an upper limit of the maximum achievable efficiency of any heat engine operating between two fixed temperatures.

Etiketler

Carnot CycleSecond Law Of ThermodynamicsCarnot EngineHeat ReservoirsReversible CycleCarnot RefrigeratorIdeal GasIsothermal ExpansionAdiabatic CompressionEfficiencyHeat ExtractionTemperature volume RelationshipP V CurveCarnot PrincipleMaximum Achievable Efficiency

Bölümden 21:

article

Now Playing

21.9 : The Carnot Cycle and the Second Law of Thermodynamics

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.5K Görüntüleme Sayısı

article

21.1 : Tersinir ve Tersinmez Süreçler

Termodinamiğin İkinci Yasası

4.1K Görüntüleme Sayısı

article

21.2 : Isı Motorları

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.7K Görüntüleme Sayısı

article

21.3 : İçten Yanmalı Motor

Termodinamiğin İkinci Yasası

1.0K Görüntüleme Sayısı

article

21.4 : Otto ve Dizel Çevrimi

Termodinamiğin İkinci Yasası

1.4K Görüntüleme Sayısı

article

21.5 : Buzdolapları ve Isı Pompaları

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.2K Görüntüleme Sayısı

article

21.6 : Termodinamiğin İkinci Yasasının İfadeleri

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.6K Görüntüleme Sayısı

article

21.7 : Carnot Döngüsü

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.8K Görüntüleme Sayısı

article

21.8 : Carnot Döngüsünün Verimliliği

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.5K Görüntüleme Sayısı

article

21.10 : Entropi

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.6K Görüntüleme Sayısı

article

21.11 : Tersinir Süreçlerde Entropi Değişimi

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.5K Görüntüleme Sayısı

article

21.12 : Entropi ve Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamiğin İkinci Yasası

2.7K Görüntüleme Sayısı

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır