Pregunta sobre la eficiencia del motor térmico reversible

Tengo una pregunta sobre los motores térmicos que surgió mientras hacía una pregunta de práctica. Resumiré los resultados que obtuve para las partes anteriores de la pregunta para ahorrarle tiempo. Las partes resaltadas de la imagen son donde tengo algunos problemas.

Me confundí porque: -Pensé que todas las máquinas térmicas reversibles funcionan exactamente con la eficiencia de Carnot T H − T C T H -Pensé que, en teoría , el ciclo del motor a continuación es reversible y, por lo tanto, debería operar con esta eficiencia -De mis trabajos, descubrí que este no es el caso y también descubrí que hay un aumento en la entropía en el universo después de cada motor ciclo (un motor de Carnot reversible no tendría ningún cambio neto en la entropía)

Entonces, mi pregunta es: ¿mi funcionamiento es incorrecto o mis resultados pueden explicarse porque no entiendo algo?

ingrese la descripción de la imagen aquí

intento de solución (resultados importantes)

γ = 5 3
T 2 = 2 T 1
T 3 = pag 3 pag 1 2 T 1
T 3 = ( 1 2 ) 2 / 3 T 1 = 0,63 T 1
W 31 = pag 1 V 1 ( 2 1 − γ − 1 1 − γ ) = 0,56 pag 1 V 1
q 23 = 3 2 ( ( 1 / 2 ) 2 / 3 − 2 ) pag 1 V 1 = − 2.06 pag 1 V 1
mi F F i C i mi norte C y = W norte mi t q H o t = W norte mi t q C o yo d + W norte mi t
W norte mi t = área encerrada por bucle = pag 1 V 1 ( 1 + 1 − 2 1 − γ 1 − γ )
q C o yo d = q 23
mi F F i C i mi norte C y = 0.18
Δ S H o t R mi s = q i norte T H = − pag 1 V 1 T 1
Δ S tu norte i v mi r s mi = Δ S H o t R mi s + Δ S C o yo d R mi s
Δ S C o yo d R mi s = − q 23 0.5 T 1 = 3 ( 2 − ( 1 / 2 ) 2 / 3 ) pag 1 V 1 T 1
Δ S tu norte i v mi r s mi = 3.11 pag 1 V 1 T 1
C a r norte o t mi F F i C i mi norte C y = T H − T C T H = 0.8

En resumen, ¿por qué la eficiencia que he calculado difiere de la eficiencia de Carnot y por qué encuentro que hay un aumento neto en la entropía?

¿Por qué todas las máquinas térmicas deben operar con la eficiencia de Carnot? El ciclo Otto, por ejemplo, tiene una eficiencia diferente...
@JonCuster: Creo que el OP pregunta si todos los motores reversibles tienen la misma eficiencia y por qué el suyo no, ya que cree que es reversible.
Su motor no es reversible porque hay un flujo de calor a través de diferencias finitas de temperatura. Por ejemplo, el sistema y el depósito caliente (mantenido fijo en T H ) están en contacto durante la fase de expansión isobárica, y dado que el sistema y el reservorio están a diferentes temperaturas durante este proceso, este proceso es irreversible y, por lo tanto, todo el ciclo es irreversible.
La etapa 2,3 también es irreversible, por la misma razón.

Respuestas (2)

Entrada de respuesta aparentemente aceptada publicada originalmente por marzo ...

Su motor no es reversible porque hay un flujo de calor a través de diferencias finitas de temperatura. Por ejemplo, el sistema y el reservorio caliente (mantenido fijo en THTH) están en contacto durante la fase de expansión isobárica, y dado que el sistema y el reservorio están a diferentes temperaturas durante este proceso, este proceso es irreversible y, por lo tanto, todo el ciclo es irreversible.

La máquina térmica más eficiente posible es la que ejecuta el ciclo de Carnot.

Los cuatro 'pasos' del CC son reversibles, por lo que no aumentan la entropía del Universo (alrededor).

El trabajo realizado es el área dentro del bucle, por lo que un bucle con 2 lados tampoco perdería entropía, pero no convertiría calor en movimiento, que es el propósito de una máquina térmica.

Aparte, las 'máquinas' más eficientes son los grandes transformadores eléctricos, que convierten la energía eléctrica en energía magnética y la vuelven a convertir en energía eléctrica, a un voltaje diferente. Los más eficientes tienen una eficiencia superior al 99,9%.

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