Damit Wärme in einem reversiblen Prozess übertragen werden kann, muss die Temperaturdifferenz ungefähr Null sein. Daher gibt es an den Isothermen in einem Carnot-Motor eine vernachlässigbare Temperaturdifferenz. Wie ändert sich die Temperatur der (Umgebung) von der Quelle zur Senke dann plötzlich nach einer plötzlichen adiabatischen Expansion/Kompression?
Wenn die Temperatur von Quelle und Senke konstant sind, dann geht der Wirkungsgrad des idealen Carnot-Motors gegen 0. Wie kommt es dann, dass dieser besser ist als der Otto-Zyklus? Außerdem bin ich etwas verwirrt darüber, wie hoch die Temperatur von Quelle und Senke in einem Otto-Zyklus ist, da sich die Temperatur der Umgebung während der isochoren Teile kontinuierlich ändert.
Nach meinem Verständnis besteht der Carnot-Zyklus aus einer isothermen Expansion, bei der Arbeit geleistet wird, indem dem System Wärme zugeführt wird, dies geschieht idealerweise bei vernachlässigbarer Temperaturdifferenz. (schnelle) Adiabatische Expansion, Temperaturreduzierung. Isotherme Kompression, bei der Wärme abgeführt und negative Arbeit geleistet wird, gefolgt von adiabatischer Kompression. Es ist möglich, die Effizienz in Bezug auf die Temperatur abzuleiten, indem der Ausdruck mathematisch berechnet wird zu bekommen . Aber wie kann anders sein als ?
Dies könnte gelöst werden, indem der Motor schnell in einen anderen Behälter überführt wird?
Erstens sind die adiabatischen Expansionen im idealen Carnot-Zyklus nicht schnell. Sie sind langsam und quasi statisch. Eine Expansion muss nicht schnell sein, um adiabat zu sein.
So ist die Art und Weise, den Zyklus durchzuführen
Führen Sie die isotherme Expansion reversibel und isothermisch in Kontakt mit dem heißen Reservoir bei der Temperatur Th durch.
Entfernen Sie den Zylinder aus dem Kontakt mit dem heißen Reservoir und isolieren Sie den Zylinder. Führen Sie die adiabatische reversible Expansion langsam durch, bis die Gastemperatur Tc erreicht.
Entfernen Sie die Isolierung vom Zylinder und bringen Sie ihn bei Tc in Kontakt mit einem kalten Reservoir. Führen Sie die isotherme Kompression reversibel und isothermisch in Kontakt mit diesem kalten Reservoir durch.
Entfernen Sie den Zylinder aus dem Kontakt mit dem kalten Reservoir und isolieren Sie den Zylinder. Führen Sie die adiabatische reversible Kompression langsam durch, bis die Gastemperatur Th erreicht.
Wie ändert sich die Temperatur der (Umgebung) von der Quelle zur Senke dann plötzlich nach einer plötzlichen adiabatischen Expansion/Kompression?
Die kurze Antwort lautet: Sie haben zwei getrennte Umgebungen. Die Temperatur von jedem ändert sich nicht. Die Temperatur des Systems ändert sich während der reversiblen adiabatischen (isentropischen) Expansion und Kompression allmählich, um sich an die Temperatur der neuen Umgebung vor der isothermen Kompression bzw. Expansion anzupassen.
Hoffe das hilft.
Chet Miller
Benutzer86425