Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

___________________________________________________________________Kružni procesi
(hladnjaku), zatim vrši kompresiju (4 – 1) radnog tijela i troši rad W 4,1 . Pomoću
jedne adijabate se nastavlja ekspanzija (3 – 4) i dobivanje rada dok temperatura
ne padne od T na T 0 , a pomoću druge adijabate nastavlja se kompresija (1 – 2)
dok se ne postigne skok temperature od T 0 do T, pri čemu se (zbog iste razlike
temperatura – vidi rad pri adijabatskoj promjeni stanja), da bi se radno tijelo
dovelo u početno stanje, troši isto onoliko rada koliko se adijabatskom ekspanzijom
(3 – 4) dobiva.
Prema tome, korisno dobiveni rad tijekom Carnotova kružnog procesa
jednak je razlici radova izotermne ekspanzije i kompresije, odnosno iskorištena
toplina jednaka je razlici dovedene topline od zagrijača (ogrjevnog spremnika) i
odvedene topline u hladnjaku (rashladnom spremniku), također samo za vrijeme
izotermne ekspanzije (2 – 3) i kompresije (4 – 1). Zadatak adijabatske ekspanzije
i kompresije u Carnotovom kružnom procesu u biti je samo u tome da se
omogući zatvaranje kružnog procesa (ciklusa) jer kružni proces samo pomoću
izotermi (ili samo adijabata) nije moguće ostvariti. Isto tako nije moguće
ostvariti kružni proces samo pomoću jedne izoterme i jedne adijabate jer se
adijabata i izoterma mogu sjeći samo u jednoj točki. (Ciklus pomoću jedne
izotermne ekspanzije i jedne adijabatske kompresije u biti bi značio dobivanje
rada uz postojanje samo ogrjevnog spremnika što se protivi II. zakonu termodinamike.)
Budući da se Carnotov proces (ciklus) sastoji samo od dvije izoterme i
dvije adijabate, tj. od pravih povrativih (reverzibilnih) promjena stanja, to je i on
povrativi ciklus.Uvjet za njegovo ostvarenje je da su zagrijač (ogrjevni spremnik)
i hladnjak (rashladni spremnik) dovoljno velikog kapaciteta tako da im
temperature tijekom procesa ostaju nepromijenjene, zatim da su razlike izneđu
izvora topline (zagrijača – t g i hladnjaka – t h ) i radnog tijela (t i 0 ) dovoljno
male, ali ipak tolike da se obavlja potrebna izmjena topline (dakako vrlo sporo).
Pri adijabatskoj ekspanziji (3 – 4), odnosno kompresiji (1 – 2), prekida se svako
dovođenje, odnosno odvođenje topline, tj. tada je potrebno ostvariti potpunu
izolaciju radnog tijela. Ako bi se, pod ovim uvjetima, dobiveni rad ponovo
utrošio na obavljanje obratnog (lijevokretnog) Carnotovog ciklusa, između istih
izvora topline, oba ciklusa (desnokretni i lijevokretni) u svim svojim dijelovima
morali bi se podudarati, a radno tijelo i izvori topline, bez ikakvih trajnih promjena
okoline, vratili bi se u prvobitno stanje. Međutim, pri tome se ne smije
miješati pojam povrativog (reverzibilnog) s pojmom obrnutog (lijevokretnog)
kružnog procesa. Zbog toga što je Carnotov proces pravi povrativi ciklus, rad
koji se njegovim ostvarenjem za dane izvore topline dobiva je i maksimalno
mogući rad toplinskih motora, kojem treba težiti, ali koji se u našim uvjetima u
praksi nikada ne može ni dostignuti, a kamoli prijeći.
t 109