Carnot kredsproces

Er det forresten muligt at vise at en Carnot-maskine har den maksimale nyttevirkning?
Nyttevirkning = 1-T_c/T_h
hvor T_c er den temperaturen af den kolde varmereservoir og T_h er temperaturen i det varme varmereservoir.

det omdannes vel til tryk, som så omdannes til arbejde!

Det er helt rigtigt, at noget af varmen bliver til mekanisk energi. Men ikke det hele. Noget går tabt og fører til entropitilvækst. Carnotkredsprocessen er derfor ikke i modstrid med termodynamikkens 2. hovedsætning.

Jeg tror, i muligvis har fået sætningen eller måske varmebegrebet galt i halsen.

Blot for at gøre det klart: husk at varme ikke er det samme som energiindhold. Varme er energi i transit. Et legeme, der optager varme, modtager energi. Energien lagres ikke som varme, men som termisk energi, d.v.s. som kinetisk og potentiel energi af legemets molekyler. Tilsvarende for et legeme, der afgiver varme. Når der ikke længere foregår energitransport, er der ikke længere noget, der hedder varme.

Anden hovedsætning siger ikke, at det er umuligt at omdanne varme til arbejde. Den siger (i Kelvins formulering), at det er umuligt at udføre en process hvis _eneste_ resultat er omdannelse af varme fra eet reservoir til arbejde. Der er en væsentlig forskel mellem de to formuleringer, som jeg håber i kan se.

M.h.t. Carnotmaskinens nyttevirkning, så følger den af definitionen på nyttevirkning

eta = Ws/Q_h

hvor Ws er det af maskinen udførte arbejde og Q_h er den varme, der tilføres fra reservoiret med den høje temperatur. Idet Q_c betegner varmen afgivet til reservoiret med den lave temperatur, er Ws = Q_h - Q_c og dermed

eta = 1-Q_c/Q_h

Resten følger af Kelvins definition af den termodynamiske temperatur, som indebærer at Q_c/Q_h = T_c/T_h.

#2 Ja, det er jo det, der er problemet. Hvordan kan varme omdannes til arbejde som i en Carnotkredsproces?

#3
Jo, det var formuleringen af 2. lov og det med at entropien stiger i det kolde reservoir, jeg havde misforstået. Men jeg er med på det nu - tak for forklaringen, det var godt du lige kunne gennemskue hvad jeg havde misforstået.

Nyttevirkning: Jo, men hvordan kan man vide, at en Carnot-maskine vil give den højeste nyttevirkning? Her taler jeg ikke kun om maskiner der bruger to reservoirer til at fungere, men bare helt generelt: Hvordan ved man, at Carnotmaskinen giver den maksimale nyttevirkning af alle maskiner, tænkte og reelle?

det bruges bl.a. i kraftværker hvor man så bruger damptrykket til at drive en turbine. på den måde bliver det omdannet til arbejde.

#6 Hvad har det med mit indlæg at gøre? En maskine der bruger Carnots kredsprocesser vil jo aldrig kunne virke i praksis, fordi processerne skal foregå reversibelt, hvilket i praksis betyder at det kommer til at tage virkelig lang tid. Derudover er der umuligheden ved at isolere noget helt.

At Carnotmaskinens nyttevirkning er den maksimale for maskinerne der opererer mellem to reservoirer følger af exergioverjelser (exergi = udnyttelig energi) på et system karakteriseret ved sin indre energi, entropi og volumen. Jeg husker ikke detaljerne, men man når ved anvendelse af tremodynamikkens to første hovedsætninger til en ulighed. Denne ulighed danner derefter udgangspunkt for nogle overvejelser over en maskine, som omdanner varme fra et reservoir til exergi og anergi (unyttigt arbejde).

#8
Tak, så ved jeg i det mindste at det er muligt. Jeg vil prøve at finde udledningen af det, det kunne være interessant.