2.24 Carnotův cyklus kniha

Nakreslete TS diagram Carnotova cyklu.

Výsledek

displaymath

Řešení

fig/Carnot2.gif Carnotův cyklus je cyklický děj, který probíhá v Carnotově stroji – hypotetickém zařízení, které odebírá teplo z teplejšího zásobníku (o teplotě T2), koná práci a odevzdává teplo chladnějšímu zásobníku (o teplotě T1). Náplní stroje je ideální plyn, jehož izochorická tepelná kapacita nezávisí na teplotě.

Carnotův cyklus je tvořen čtyřmi dílčími ději:

1.  izotermická vratná expanze,
2.  adiabatická vratná expanze,
3.  izotermická vratná komprese,
4.  adiabatická vratná komprese.

Pro sestrojení TS diagramu Carnotova cyklu postačí si uvědomit, k jakým dochází dílčím změnám entropie. V prvním a třetím kroku se entropie mění (viz změna entropie s objemem za konstantní teploty). V druhém a čtvrtém kroku se jedná o vratný adiabatický děj, pro který platí Q = 0. Podle druhé věty termodynamické tudíž zároveň platí dS = dQ/T = 0, tzn. změna entropie je nulová, neboli entropie zůstává konstantní. Zároveň víme, že entropie je stavová veličina, což znamená, že ve výchozím a konečném bodě cyklu má entropie stejnou hodnotu.