4.1.17 Carnotův cyklus
Tepelný stroj pracuje s teplejší zásobníkem o teplotě t2 = 600 °C a chladnějším zásobníkem o teplotě t1 = 150 °C. Pro následující údaje o práci stroje W, teplu vyměněné mezi strojem a chladnějším zásobníkem Qchlad a teplu, vyměněné mezi strojem a teplejším zásobníkem Qtepl zjistěte charakter děje ve stroji a rozhodněte, zdali jsou uvedená data ve shodě s I. a II. větou termodynamickou. Údaje:
W [kJ] | Qchlad [kJ] | Qtepl [kJ] | |
1.varianta | −130 | −140 | 270 |
2.varianta | −105 | −135 | 270 |
3.varianta | −145 | −115 | 260 |
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
ηvrat = 0,515
1.varianta: η = 0,481 W+Qtepl+Qchlad = 0 nevratný děj
2.varianta: η = 0,389 W+Qtepl+Qchlad = 30 v rozporu s I.větou
3.varianta: η = 0,558 W+Qtepl+Qchlad = 0 v rozporu se II.větou
Postup
Pro teoretickou účinnost platí rovnice (viz příklad 4.1.16)
a pro účinnost reálného tepelného stroje platí
Aby byla splněna I.věta termodynamická, musí pro kruhový děj platit vztah
II.věta termodynamická je splněna, pokud platí nerovnost