*آلة ودورة كارنوت*

[ملاك قمر]

*آلة ودورة كارنوت : Carnot Engine Cycle

آلة كارنوت..

تتكون آلة كارنوت من آلة افتراضية فكرة عملها تحويل الحرارة الى شغل خلال عملية دائرية.

http://www.moq3.com/img/17012008/SEl10624.jpg

http://www.moq3.com/img/17012008/Izb11036.png (http://www.moq3.com/img/)

وتحتوي على مادة للتشغيل:

1- غاز مثالي في اسطوانة محبوس بمكبس عديم الوزن والإحتكاك.

2- مصدر حراري درجة حرارتهhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/)

3-- مصرف حراري درجة حرارتهhttp://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/)

بحيث ان http://www.moq3.com/img/17012008/wPC62376.jpg (http://www.moq3.com/img/)<http://www.moq3.com/img/17012008/e6n62454.jpg (http://www.moq3.com/img/)

ويتم خلال هذه الدورة استخلاص كمية من الحرارة http://www.moq3.com/img/17012008/OIh13779.jpg (http://www.moq3.com/img/) من المصدر الحراريhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/)
بواسطة الغاز ويتحول جزء منها الى شغل بواسطة الآلة والباقيhttp://www.moq3.com/img/17012008/HFW65139.jpg (http://www.moq3.com/img/)
يتصرف الى المصرف الحراريhttp://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/)

مثال:

الآلة البخارية:- مادة التشغيل : البخار

المصدر الحراري : الغلاية

المصرف الحراري : المكثف


شرح دورة كارتون :
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-4sq7lq88oef.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-4sq7lq88oef.jpg)

صوره أخرى

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-jkw3tke86k6.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-jkw3tke86k6.jpg)

- الحالة (أ):

حجم الغازhttp://up3.m5zn.com/get-4-2008-d5p1m52dwdf.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-d5p1m52dwdf.jpg)
درجةحرارتهhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/) وعندما يأخذ كمية من الحرارة http://www.moq3.com/img/17012008/OIh13779.jpg (http://www.moq3.com/img/) (من مصدر حراري ثابت الدرجة ) حيث يقوم الغاز ببذل شغل مقدارهhttp://up3.m5zn.com/get-4-2008-tjup7v2ii8v.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-tjup7v2ii8v.jpg) لرفع المكبس أي يسمح له بالتمدد العكسي المتساوي الدرجة فيتغير الحجم الىhttp://www.moq3.com/img/17012008/4lC66239.jpg (http://www.moq3.com/img/)

الشغل المبذول لمول واحد عند الحالة (ب).
http://www.moq3.com/img/17012008/Mgl50334.jpg (http://www.moq3.com/img/)

وحسب القانون الأول فإن الطاقة الداخلية تساوي
http://www.moq3.com/img/17012008/bgu50435.jpg (http://www.moq3.com/img/)
لأن درجة الحرارة ثابتة عندhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/) عندما يتغير النظام من (أ) الى (ب).

- الحالة (ب):
تعزل الأسطوانة حرارياً ويسمح للغاز بالتمدد الإنعكاسي المكظوم (لا يوجد تبادل حراري بين النظام والمحيط)

http://www.moq3.com/img/17012008/qrQ50818.jpg (http://www.moq3.com/img/)
ويتغير الحجم منhttp://www.moq3.com/img/17012008/4lC66239.jpg (http://www.moq3.com/img/) حتى يصبح الحجم http://up3.m5zn.com/get-4-2008-3q1kd58mwja.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-3q1kd58mwja.jpg)
عند الحالة (ج) ودرجة الحرارة http://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/) وينتج شغلاً قدره http://www.moq3.com/img/17012008/A8I51248.jpg (http://www.moq3.com/img/)
ونتيجة للتمدد سوف تنخفض درجة الحرارة منhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/) الى ( لأن التمدد كظمي).
ويكون الشغل المبذول على حساب الطاقة الداخلية

http://www.moq3.com/img/17012008/Slr51450.jpg (http://www.moq3.com/img/)
حيث ان
http://www.moq3.com/img/17012008/qrQ50818.jpg (http://www.moq3.com/img/)


-الحالة (ج):
توصل الإسطوانة بالمصرف الحراري درجة حرارته http://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/) ويضغط الغاز بشكل عكسي عند نفس درجة الحرارة http://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/) حيث يتغير الحجم من
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-3q1kd58mwja.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-3q1kd58mwja.jpg) الىhttp://up3.m5zn.com/get-4-2008-via4w9s4q2i.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-via4w9s4q2i.jpg)
عند الحالة (د) ونتيجة لذالك سوف تتسرب كمية من الحرارة مقدارها http://up3.m5zn.com/get-4-2008-qej4bx8zlqn.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-qej4bx8zlqn.jpg) الى المصرف الحراري.
ويكون الشغل مبذول على الغاز http://up3.m5zn.com/get-4-2008-ypabpcxcumz.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-ypabpcxcumz.jpg)
انضغاط بخاري عندhttp://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-jqqgxp3ncrz.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-jqqgxp3ncrz.jpg)

والتغير في http://up3.m5zn.com/get-4-2008-oc4by3wzzne.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-oc4by3wzzne.jpg)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-vt3yjc0wpsf.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-vt3yjc0wpsf.jpg)


-الحالة (د):
تعزل الإسطوانة مرة أخرى ويبذل شغل على الغاز http://up3.m5zn.com/get-4-2008-h5sahs5zhzs.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-h5sahs5zhzs.jpg)
ليضغط الغاز من (د) الى الحالة الأصلية (أ). حتى يصبح حجمهhttp://up3.m5zn.com/get-4-2008-d5p1m52dwdf.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-d5p1m52dwdf.jpg)

ودرجة حرارته http://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/)

لأن العملية مكظومة.
امتصاص كظمي تزداد http://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/)الىhttp://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-kycw89m1olp.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-kycw89m1olp.jpg)

وحيث ان العملية دائرية فإن مجموع المتغيرات في الطاقة يساوي صفرا
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-va1wsksd9i2.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-va1wsksd9i2.jpg)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-2v58vm51pg2.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-2v58vm51pg2.jpg)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-djbt74on7t5.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-djbt74on7t5.jpg)

وبترتيب المعادلة ينتج
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-5ddjs2btv74.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-5ddjs2btv74.jpg)
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-v4wfv0ndb2x.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-v4wfv0ndb2x.jpg)
الشغل المنجز
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-dbd2l6smnut.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-dbd2l6smnut.jpg)


ويمكن استنتاج ان
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-y9bgkc208ak.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-y9bgkc208ak.jpg)
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-h1n1k7hawm3.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-h1n1k7hawm3.jpg)
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-ifwri5j2mdi.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-ifwri5j2mdi.jpg) , http://up3.m5zn.com/get-4-2008-72p3eub94s9.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-72p3eub94s9.jpg)


http://up3.m5zn.com/get-4-2008-4r8i1fdv82m.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-4r8i1fdv82m.jpg)
ويمكن اثبات ان المقدار
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-jzzantx1fdd.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-jzzantx1fdd.jpg) يساوي الواحد وذالك من معادلة الغاز خلال عملية ادياباتيكية .

ويمكن استنتاج ان:
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-ypzg2cjpeng.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-ypzg2cjpeng.jpg)


(أي انه يمكن تحويل الحرارة المأخوذة من مصدر حراري الى شغل)




كفائة الآلة http://up3.m5zn.com/get-4-2008-m6h3id0kztk.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-m6h3id0kztk.jpg) :

هي النسبة بين الشغل المنجز من قبل النظام وكمية الحرارة الممتصة من قبل النظام عند درجة الحرارة العالية.
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-z58s289fk75.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-z58s289fk75.jpg)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-m6h3id0kztk.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-m6h3id0kztk.jpg) دائماً أقل من الواحد الصحيح لأن http://up3.m5zn.com/get-4-2008-tyegar2171f.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-tyegar2171f.jpg) > http://up3.m5zn.com/get-4-2008-rfllv3x9jcn.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-rfllv3x9jcn.jpg)
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-unzdj1txpkc.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-unzdj1txpkc.jpg)



وبذالك يتضح ان كفائة الآلة في دورة كارنوت لا تعتمد على المادة أو الغاز المستخدم بينما تعتمد على درجة الحرارة http://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/)و http://www.moq3.com/img/17012008/DsW63620.jpg (http://www.moq3.com/img/)
(للمصدر والمصرف الحراري)

أي تعتمد على الفرق بين درجة الحرارة التي تعمل الآلة عندها. فكلما كان الفرق كبير كلما كانت كفائة الآلة أعلى.
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-mhktn7e06iw.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-mhktn7e06iw.jpg)
أي ان مجموع كميات الحرارة في دورة كارنوت تساوي صفر.

منحنى الضغط والحجم الناتج عن عمليه دائرية في دورة كارنوت وتمثل المساحة http://up3.m5zn.com/get-4-2008-scmzqv59s0e.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-scmzqv59s0e.jpg) الشغل المنجز خلال الدورة.
تمدد عكسي متساوي الدرجة عند http://www.moq3.com/img/17012008/WVx11867.jpg (http://www.moq3.com/img/) تمدد عكسي مكظوم
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-xqumteuitvr.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-xqumteuitvr.jpg)
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-b9kn4m9j0y2.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-b9kn4m9j0y2.jpg)

انضغاط عكسي متساوي الدرجة عند http://www.moq3.com/img/17012008/MCx11201.jpg (http://www.moq3.com/img/) انضغاط عكسي مكظوم ورجوع النظام الى حالته الأصلية.
http://up3.m5zn.com/get-4-2008-pevovlyvsg4.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-pevovlyvsg4.jpg)

http://up3.m5zn.com/get-4-2008-e5a1e8vr0ti.jpg (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-e5a1e8vr0ti.jpg)




http://up3.m5zn.com/get-4-2008-yqnitmm1qb8.gif (http://up3.m5zn.com/showimage-4-2008-yqnitmm1qb8.gif)





من محاضراتي

[وائل]

موضوع علمي راقي ورائع وهاااااام جدا


الف الف شكر ملاك قمر على هذا الطرح


ولي عودة باذن لله للتعليق على الموضوع وذكر بعض التطبيقات الحياتية لكارنوت


فنتظروني

[وائل]

1- دورة كارنوت هي دورة ثيرموديناميكية ابتكرها بطريقة نظرية العالم كارنوت
2- دورة كارنوت هي دورة مثالية واي محرك يعمل بهذة الدورة سيكون محرك مثالي ويسمى عندئذن بمحرك كارنوت وهذا المحرك يحقق اعلى كفاءة ممكنة من أي محرك حقيقي يعمل بين نفس درجتي الحرارة التي يعمل بينهما محرك كارنوت
3- جميع المحركات الحرارية والمبردات تتشابه في نقطة هامة وهي ان أي واحد منها يقوم بدورة ثيرمو ديناميكية مرارا وتكرارا
4- تطبيق علم الديناميكا الحرارية ( الثيرمو دينميك) على المحركات والمبردات هو اهم تطبيق لهذا العلم
5- المضخة الحرارية ( المبرد) تعمل بطريقة معاكسة للمحركات الحرارية



:36_1_12[1]:

[ولد المدينه]

تشكري وتشكر محاضراتك


يعطيك العافيه على الموضوع

[ملاك قمر]

هلا أستاذ وائل مشكور على مرورك والأضافة الرائعه والمفيده
ولد المدينه مشكور على مرورك

[سونهام يغمور]

روعه ملاك


اول مره اشوف موضوع فيزيائي بحت مشروح بطريقه روعه


تحيه لك و احلى ترشيح

[الاميرال ستالين]

يسلموا ملوكة قمر .. ويسلموا اخوي وائل

دائما مبدعين في طرحكم واضافاتكم الرائعة للمنتدى
ومن احسن الى احسن يارب

تحياتي
ستالين

[ملاك قمر]

Bioc,,مرورك الرائع ويسلمووووو على الترشيح


الاميرال ستالين,,الله يسلمك يا رب ومشكور على مرورك الجميل وعاد الأستاذ وائل ما يحتاج
دائما مبدع