دورة كارنو Carnot Cycle

ي‏تبين لنا أن فعالية الآلة الحرارية لا تصل إلى نسبة 100 % ، ولكن ما أعلى فعالية لآلة حرارية ؟ لقد توصل العالم كارنو إلى ألة مثالية فعاليتها أكبر ما يمكن ويمكن تمثيل دورة كارنو بالشكل (1) . ويتضح من هذا الشكل أن الحرارة (Q₁) ، تخرج من الالة عند درجة حرارة (T₁) ، والحرارة (Q₂) ، تدخل الآلة عند درجة حرارة (T₂‏) : وبذلك تنجز الآلة شغلا (W) والجدير بالذكر أن هذه الدورة محاطة بخطين (ايزوثيرميين) يمثل كل منهما عملية عند درجة حرارة ثابتة وخطين أدياباتيكيين . إن معنى نلك أن كل الحرارة المدخلة إلى الآلة تدخل عند درجة حرارة واحدة عالية ، وكذلك المخرجة من الآلة تخرج عند درجة حرارة واحدة منخفضة .

‏

الشكل (1)

وهناك ميزة أخرى لدورة كارنو ، وهي أن العمليات التي تحدث يمكن أن تكون في الجهتين ، وليس في جهة واحدة ، إذ يمكن أن تدخل حرارة (Q₂) ، ويخرج (Q₁) ، ليتولد شغل في الآلة (W) . ومن الممكن ايضا ان تنعكس الآية ، فيدخل حرارة (Q₁) ، ويخرج (Q₂) . لتعمل الآلة منا بشكل ثلاجة ، وبذلك تنعكس الأسهم على المنحنى ومن المهم أن نؤكد ما يأتي فيما يتعلق بدورة كارنو :

‏(1) لا يمكن لآلة تعمل بين محددتين أن تكون أعظم فعالية من آلة كارنو التي تعمل بين نفس هاتين الدرجتين .

‏(2‏) لكل ألات كارنو التي تعمل بين نفس درجتي الحرارة الفعالية نفسها مهما كانت طبيعة المادة المستعملة في الالة .

(3‏) يمكن ان نتوصل إلى أن فعالية الة كارنو كما يلي :

(1).....

أي أن :

ويمكن استخدام العلاقة :

(2).........

لآلة حقيقية تبذل أقصى ما عندها .

مواضيع ذات صلة

الديناميكا الحرارية الجزيئية

توزيع بولتزمان

العلاقات بين الخواص

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

الطاقة الحرة

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الأول للديناميكا الحرارية

Order and entropy

Irreversibility

The Clausius-Clapeyron equation

Internal energy

Entropy