Termodynaaminen sykli
Termodynaaminen sykli on sarja termodynaamisia prosesseja, jotka palauttavat systeemin alkutilaansa. Ominaisuudet riippuvat vain termodynaamisesta tilasta eivätkä siten muutu syklin aikana. Muuttujat, kuten lämpö ja työ, eivät ole nolla syklin aikana, vaan ne riippuvat prosessista. Termodynamiikan ensimmäinen laki määrää, että nettolämmönsyöttö on yhtä suuri kuin nettotuotettu työ minkä tahansa syklin aikana. Prosessipolun toistuva luonne mahdollistaa jatkuvan toiminnan, minkä vuoksi sykli on tärkeä termodynamiikan käsite.
Jos syklinen prosessi liikkuu silmukan ympäri myötäpäivään, kyseessä on lämpövoimakone, ja W on positiivinen. Jos se liikkuu vastapäivään, se edustaa lämpöpumppua, ja W on negatiivinen.
Esimerkki termodynaamisen syklin P-V-diagrammista.
Luokat
Termodynaamisten syklien kaksi pääluokkaa ovat tehosyklit ja lämpöpumppusyklit. Tehosyklit ovat syklejä, jotka muuttavat jonkin lämpösyötteen mekaaniseksi työtehoksi, kun taas lämpöpumppusyklit siirtävät lämpöä matalista lämpötiloista korkeisiin lämpötiloihin mekaanista työtä käyttäen.
Termodynaamiset voimakierrot
Termodynaamiset voimakierrot ovat perusta lämpövoimakoneiden toiminnalle, jotka tuottavat suurimman osan maailman sähköenergiasta ja käyttävät lähes kaikkia moottoriajoneuvoja. Tehosyklit voidaan jakaa sen mukaan, minkä tyyppistä lämpövoimakoneen mallia niillä pyritään mallintamaan. Yleisimpiä polttomoottoreita mallintavia syklejä ovat Otto-sykli, joka mallintaa bensiinimoottoreita, ja dieselsykli, joka mallintaa dieselmoottoreita. Ulkoisia polttomoottoreita mallintavia syklejä ovat Braytonin sykli, joka mallintaa kaasuturbiineja, ja Rankinen sykli, joka mallintaa höyryturbiineja.
Lämpövoimakoneen kaavio.
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on termodynaaminen sykli?
A: Termodynaaminen sykli on sarja termodynaamisia prosesseja, jotka palauttavat systeemin alkutilaansa.
K: Muuttuvatko ominaisuudet termodynaamisen syklin aikana?
V: Ei, ominaisuudet riippuvat vain termodynaamisesta tilasta eivätkä siten muutu syklin aikana.
K: Ovatko lämpö ja työ nolla termodynaamisen syklin aikana?
V: Ei, lämpö ja työ eivät ole nolla syklin aikana, vaan ne riippuvat prosessista.
K: Mitä termodynamiikan ensimmäinen laki määrää syklin aikana?
V: Termodynamiikan ensimmäinen laki määrää, että nettolämmönsyöttö on yhtä suuri kuin nettotuotettu työ minkä tahansa syklin aikana.
K: Miksi sykli on tärkeä käsite termodynamiikassa?
V: Prosessipolun toistuva luonne mahdollistaa jatkuvan toiminnan, minkä vuoksi sykli on tärkeä termodynamiikan käsite.
K: Mitä myötäpäivään menevä termodynaaminen sykli edustaa?
V: Jos syklinen prosessi liikkuu kehän ympäri myötäpäivään, se edustaa lämpövoimakoneistoa, ja W on positiivinen.
K: Mitä vastapäivään tapahtuva termodynaaminen kierto edustaa?
V: Jos se liikkuu vastapäivään, se edustaa lämpöpumppua, ja W on negatiivinen.
