Fysik

Carnot kredsproces II

26. november 2007 af Marie+Louise (Slettet)
Hej

Jeg har lige et spørgsmål ang. Carnots kredsproces igen.
Processen foregår ved 4 trin:
1) isoterm kompression
2) adiabatisk kompression
3) isoterm ekspansion
4) adiabatisk ekspansion

Så vidt jeg har forstået det sker 1 ved at gasbeholderen kommer i kontakt med det kolde varmereservoir, mens 2 sker ved at komprimere gassen ved arbejde (dvs. man "skubber stemplet" ind), er det korrekt forstået?

Hvis det er :) - hvorfor sætter man så ikke bare beholderen til et endnu koldere varmereservoir, der er i stand til at komprimere gassen endnu mere?
Så sparer man det arbejde det tager at komprimere gassen ved at skubbe stemplet ind.


Brugbart svar (0)

Svar #1
26. november 2007 af sheaf (Slettet)

Rækkefølgen i hvilken delprocesserne eksekveres afhænger af, om der er tale om en køle- eller varmemaskine. Men det er korrekt, at en Carnotprocess betsår af to adiabater og to isotermer. Bemærk dog, at Carnotprocesser ikke er begrænsede til systemer i gasfase. Systemet kan være i en vilkårlig tilstand og bestå af vilkårligt stof. Det giver derfor ikke altid mening at tale om delproceserne som værende kompressioner respektive ekspansioner.

Dit forslag vil ikke virke. Din påstand er, at ved at vælge et reservoir med lavere temperatur, kan den ene adiabat fjernes. Det er umuligt, da der så ikke længere er tale om en kredsproces. Det eneste du kan opnå ved at sænke temperaturen, er at øge nyttevirkningen.

Svar #2
26. november 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Ah... i mit tilfælde vil det være en kølemaskine - ikke?
(Men det er egentlig dumt at bruge en Carnotmaskine til afkøling... da man jo får det ekstra arbejde ved ekspansionen af gassen, så egentlig er ubrugelig hvis det eneste formål er at afkøle et andet legeme)

Hvad hvis man nu kun bruger to processer, to isotermer. Jeg tager den lige omvendt denne gang, så gassen ekspanderes først. Lad os sige gassen starter med et volument på V_0. Gassen ekspanderes så isotermt ved at sætte den i forbindelse med et varmt reservoir, volumen er så V_1. Dvs. V_1 > V_0. Herefter sættes den til et koldt reservoir, så den kan komprimere isotermt. Når den er nået V = V_0 er den tilbage ved startvoluminet, så det er en kredsproces.
Derudover har man omdannet varme (fra det varme reservoir) til arbejde og selvfølgelig en entropiændring, fordi Q bliver overført fra det varme reservoir til det kolde reservoir.
Hvor er det processen fejler? Jeg forstår bare ikke, hvorfor adiabaterne skal blandes med ind i det...

Svar #3
26. november 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Ang. rækkefølgen af isotermerne og adiabater, så er det vel altid
isoterm - adiabat - isoterm - adiabat
ikke?
Det kan vel ikke være
adiabat - isoterm osv
vel?

Brugbart svar (0)

Svar #4
27. november 2007 af sheaf (Slettet)

Din maskine i #2 vil ikke kunne udføre noget arbejde idet der afgives præcist samme varmemængde, Q_c, som tilført, Q_h. Ideen med adiabaterne er netop at muliggøre situationen Q_h != Q_c. Arbejdet udført under processen er jo netop Q_h - Q_c, og i dit tilfælde ville det være 0.

Angående rækkefølgen af delprocesserne (med din egen terminologi):

For en varmemaskine:

1) isotermisk ekspansion ved høj temperatur
2) adiabatisk ekspansion og nedkøling til lav temperatur
3) isotermisk kompression ved lav temperatur
4) adiabatisk kompression og opvarmning til høj temperatur

idet der overføres varme fra reservoiret med høj temperatur, varmen omdannes delvist til mekanisk arbejde og spildvarme afgives til det kolde reservoir.

For en kølemaskine:

1) adiabatisk ekspansion og nedkøling til lav temperatur
2) isotermisk ekspansion ved lav temperatur
3) adiabatisk kompression og opvarmning til høj temperatur
4) isotermisk kompression ved høj temperatur

Det mekaniske arbejde der kræves for at drive maskinen rundt i kredsprocessen, er det arbejde, der må udføres på systemet. Processen er en kølemaskine eller en varmepumpe afhængigt af om afgivelsen af varme fra det kolde reservoir eller tilførslen af varme til det varme reservoir er den primære interesse.

Svar #5
28. november 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Hmmm... jeg har vist misforstået noget helt fundamentalt. Jeg tror jeg vil læse afsnittet igen og derefter kommenterer på dit indlæg. Jeg skal nok sende dig en besked, når jeg har skrevet i indlægget, så behøver du ikke at checke det.

Vender tilbage om et par dage...

Skriv et svar til: Carnot kredsproces II

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.