Quel est le cycle Carnot?

Le cycle Carnot est un cycle thermodynamique idéalisé qui décrit un moteur de chaleur parfait.Tous les moteurs de chaleur réels sont des approximations imparfaites de la perfection théorique incarnée par le cycle de carnot.Dans le cycle Carnot, toute l'énergie thermique n'est pas convertie en travaux mécaniques, mais une grande partie est - la plus grande partie autorisée par la loi physique.

Un moteur thermique produit des travaux à partir du différentiel de température de deux réservoirs.Dans un moteur à combustion, un réservoir est la chaleur créée à l'intérieur du moteur ( Source ), et l'autre est l'environnement externe ( Évier ).La chaleur générée par la source fait se développer le gaz à l'intérieur du cylindre, entraînant un piston qui fonctionne.L'état thermodynamique du gaz - en expansion, mais avec une température constante - est appelé Isotherme .

Finalement, la source de chaleur est retirée et le gaz s'arrête si rapidement.Si la chaleur était maintenue en continu, le cylindre exploserait.Le gaz commence à perdre la température à mesure qu'il atteint son volume maximal et ne fonctionne plus sur le piston.C'est ce qu'on appelle la expansion adiabatique du gaz.Ensuite, le piston inverse le cours, comprimant le gaz, jusqu'à ce qu'il commence à atteindre une température maximale et une résistance physique en raison de la chaleur qu'elle contient, remettant le système à son état de départ.Ensuite, le cycle recommence.

Il existe de nombreux types de moteurs thermiques.Tous fonctionnent sur le gradient de température familier entre une source et un évier.Pour maximiser l'efficacité des moteurs thermiques, ils doivent être bien isolés.Dans la plupart des moteurs utilisés aujourd'hui, le gaz reste un gaz tout au long du cycle, mais dans les moteurs à vapeur, un changement de phase se produit entre le liquide et le gaz.

Dans un cycle de carnot parfait, les quatre étapes se produisent très lentement, pour minimiser l'entropie, ouIrréversibilité thermodynamique, créée par le processus.En réalité, les étapes progressent rapidement et l'entropie est générée, ce qui signifie que le cycle ne peut pas continuer pour toujours.Les murs du cylindre se dégradent, la chaleur de l'intérieur du moteur se perd dans un environnement extérieur, etc.Le cycle carnot peut être exécuté en arrière pour créer un réfrigérateur.