La bici di Carnot

Il ciclo di Carnot è costituito da due processi isotermici e due processi adiabatici. Può essere considerato il ciclo più efficiente per un motore termico consentito dalle leggi della fisica. Quando la seconda legge della termodinamica dice che non tutto il calore fornito in un motore termico può essere utilizzato per eseguire un lavoro, l'efficienza di Carnot stabilisce il valore limite della parte di calore che può essere utilizzata per il lavoro.

Per avvicinarsi all'efficienza di Carnot, i processi coinvolti nei cicli del motore termico devono essere reversibili e non comportare alcuna variazione di entropia. Pertanto, il ciclo di Carnot è un'idealizzazione, poiché nessun processo motore reale è reversibile e tutti i processi fisici reali comportano un certo aumento dell'entropia.

Un motore termico funziona trasferendo energia da un'area calda a un'area più fredda e convertendo parte di tale energia in lavoro meccanico. Se prendi l'esempio delle sorgenti calde di Chena dove l'acqua dura circa 70 ℃ e ti aspetti di poter estrarre l'energia nell'acqua abbassando la temperatura a 0 ℃, l'effetto teorico più alto sarebbe di circa 20 %. Come dicevo, questo è in una posizione ideale e in realtà l'efficienza è molto più bassa, anche perché la temperatura non si può abbassare così tanto.

Nella struttura in cui è stata scattata la foto sopra, hai un delta T di circa 80 ℃. Con le temperature disponibili nel sistema, circa 150 ° C in su e una temperatura di ritorno di 67 ° C, l'effetto Carnote teorico è 18,9 % mentre l'effetto effettivo è appena superiore a 10 %.

L'effetto carnote è calcolato in base a

((T1 - T2) / T1)*100

ed è quindi l'effetto teorico più elevato che si possa ottenere da un motore termico. Le temperature sono normalmente indicate in Kelvin.