Obrátený Carnotov cyklus

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Bez vyznačenia smeru priebehu procesov je schéma Carnotovho a Obráteného Carnotovho cyklu v p-V diagrame totožná.

Obrátený Carnotov cyklus[1] (iný názov Obrátený Carnotov obeh) je ideálny tepelný obeh pozostávajúci z vratných zmien (dvoch adiabát a dvoch izoteriem), ktorý prebieha medzi dvoma zásobníkmi tepla rôznej teploty rovnako ako priamy Carnotov cyklus. Obrátený Carnotov cyklus však prebieha v p-V diagrame proti smeru hodinových ručičiek. Spotrebúva mechanickú prácu a prenáša teplo zo zásobníka s nižšou teplotou do zásobníka s vyššou teplotou.

Obrátený Carnotov cyklus opisuje prácu ideálneho tepelného čerpadla tzv. Carnotovho tepelného čerpadla, alebo ideálneho chladiaceho stroja tzv Carnotovho chladiaceho stroja.

Diagramy obráteného Carnotovho cyklu[upraviť | upraviť zdroj]

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. Cyklus prebieha proti smeru hodinových ručičiek (pozri obrázok).

  • krivka medzi bodmi B a E — adiabatická kompresia
  • krivka medzi bodmi E a D — izotermická kompresia
  • krivka medzi bodmi D a C — adiabatická expanzia
  • krivka medzi bodmi C a B — izotermická expanzia

Energetická bilancia[upraviť | upraviť zdroj]

Energetická bilancia je rovnaká ako pri Carnotovom cykle, s rozdielom výmeny znamienok pre privedené/odvedené teplo a spotrebovanú/dodanú prácu. Namiesto účinnosti sa pre hodnotenie používajú dva parametre, v závislosti od účelu tepelného stroja. Pri označení Wp - spotrebovaná práca, Q1 - odvedené teplo (z cyklu), Q2 - prijaté teplo (do cyklu), T1 - teplota teplejšieho zásobníka, T2 - teplota chladnejšieho zásobníka možno určiť:

Pre chladiaci stroj chladiaci faktor[1]:

a po zjednodušení:

Pre tepelné čerpadlo vykurovací faktor[1]:

a po zjednodušení:

Chladiaci faktor a vykurovací faktor obráteného Carnotovho cyklu sú maximálne dosiahnuteľné koeficienty výkonnosti pre akýkoľvek tepelný stroj pracujúci medzi zásobníkmi tepla s uvedenými teplotami. Všetky reálne skonštruované stroje budú mať tieto koeficienty nižšie.

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

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