Para que el calor se transfiera en un proceso reversible, la diferencia de temperatura debe ser aproximadamente cero. Por lo tanto, en las isotermas de un motor de Carnot, la diferencia de temperatura es insignificante. ¿Cómo cambia repentinamente la temperatura (del entorno) desde la fuente hasta el sumidero después de una expansión/compresión adiabática repentina?
Si la temperatura de la fuente y el sumidero son constantes, entonces la eficiencia del motor de Carnot ideal llega a 0. Entonces, ¿cómo es que esto es mejor que el ciclo otto? Además, estoy un poco confundido en cuanto a cuál es la temperatura de la fuente y el sumidero en un ciclo otto, ya que la temperatura del entorno cambia continuamente durante las partes isocóricas.
Según tengo entendido, el ciclo de Carnot consiste en una expansión isotérmica, donde el trabajo se realiza agregando calor al sistema, idealmente esto se realiza con una diferencia de temperatura insignificante. Expansión adiabática (rápida), reducción de temperatura. Compresión isotérmica, donde se extrae calor y se realiza trabajo negativo, seguido de compresión adiabática. Es posible derivar la eficiencia en términos de temperatura calculando matemáticamente la expresión Llegar . Pero como puede ser diferente de ?
¿Esto podría resolverse transfiriendo rápidamente el motor a otro depósito?
En primer lugar, las expansiones adiabáticas no son rápidas en el ciclo ideal de Carnot. Son lentos y casi estáticos. Una expansión no tiene que ser rápida para que sea adiabática.
Así que la forma de llevar a cabo el ciclo es
Hacer la expansión isotérmica de forma reversible e isotérmica en contacto con el depósito caliente a temperatura Th.
Retire el cilindro del contacto con el depósito caliente y aísle el cilindro. Realice lentamente la expansión adiabática reversible hasta que la temperatura del gas alcance Tc.
Retire el aislamiento del cilindro y póngalo en contacto con un depósito frío en Tc. Haga la compresión isotérmica de forma reversible e isotérmica en contacto con este depósito frío.
Retire el cilindro del contacto con el depósito frío y aísle el cilindro. Llevar a cabo la compresión reversible adiabática lentamente hasta que la temperatura del gas alcance Th.
¿Cómo cambia repentinamente la temperatura (del entorno) desde la fuente hasta el sumidero después de una expansión/compresión adiabática repentina?
La respuesta corta es que tienes dos entornos separados. La temperatura de cada uno no cambia. La temperatura del sistema cambia gradualmente durante la expansión y compresión adiabática (isentrópica) reversible para igualar la temperatura del nuevo entorno antes de la compresión y expansión isotérmica, respectivamente.
Espero que esto ayude.
Chet Miller
usuario86425