Znázornenie Carnotovho cyklu v p-V diagrame.
Znázornenie Carnotovho cyklu v T-S diagrame. Porovnajte s p-V diagramom: TH = T1 = T2, TC = T3 = T4.

Carnotov cyklus, presnejšie vratný Carnotov cyklus[1], Carnotov obeh (vratný Carnotov obeh) alebo Carnotov proces (vratný Carnotov proces) je ideálny tepelný obeh pozostávajúci z vratných zmien (dvoch adiabát a dvoch izoteriem), ktorý prebieha medzi dvoma zásobníkmi tepla rôznej teploty. Má najvyššiu možnú tepelnú účinnosť v danom rozsahu teplôt.

Carnotov cyklus opisuje prácu ideálneho tepelného stroja a vyvodzuje jeho maximálnu teoretickú účinnosť. Teoreticky tento cyklus prvýkrát opísal Nicolas Léonard Sadi Carnot, po ktorom je aj pomenovaný.

Diagramy Carnotovho cykluUpraviť

Jednotlivé fázy Carnotovho cyklu je možné podľa potreby znázorniť v rôznych diagramoch. p-V diagram vyjadruje závislosť tlaku od objemu, T-S diagram vyjadruje závislosť teploty od entropie.

  • krivka medzi bodmi 1 a 2 — izotermická expanzia
  • krivka medzi bodmi 2 a 3 — adiabatická expanzia
  • krivka medzi bodmi 3 a 4 — izotermická kompresia
  • krivka medzi bodmi 4 a 1 — adiabatická kompresia

V oboch typoch diagramov krivky jednotlivých zmien ohraničujú oblasť ktorej obsah zodpovedá práci vykonanej strojom.

 

Energetická bilancia Carnotovho cykluUpraviť

úsek 1-2 izotermická expanzia (indexy podľa obrázku):

 

úsek 2 -3 adiabatická expanzia

    ;    

úsek 3-4 izotermická kompresia:

 

úsek 4-1 adiabatická kompresia:

    ;    

Účinnosť Carnotovho cykluUpraviť

 

a po zjednodušení:

 

Účinnosť Carnotovho cyklu závisí iba od teplôt v stavoch 1,2 a 3,4.


Realizácia Carnotovho cykluUpraviť

Teoretickou realizáciou Carnotovho cyklu je ideálny Carnotov tepelný motor.

Pozri ajUpraviť

ReferencieUpraviť

  1. ANTAL, Štefan. Termodynamika. Bratislava : Edičné stredisko STU, 1992. 317 s.