Կառնոյի ցիկլ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Կառնոյի ցիկլ

Կառնոյի ցիկլ, դարձելի շրջանային պրոցես (ցիկլ), որի ընթացքում ջերմությունը փոխակերպվում է աշխատանքի (կամ հակառակը), կազմված է երկու իզոթերմ պրոցեսից և երկու ադիաբատ պրոցեսից։ Առաջինը դիտարկել է Ն.Լ.Ս. Կառնոն 1824 թվականին՝ իբրև ջերմային շարժիչի իդեալական աշխատանքային ցիկլ։ Ջերմության փոխակերպումը աշխատանքի ուղեկցվում է ջերմության որոշակի քանակի փոխանցումով (շարժիչի բանող մարմնի միջոցով) առավել տաք մարմնից (ջեռուցիչ) պակաս տաք մարմնին (սառնարան)։ Կառնոյի ցիկլը p-V (ճնշում-ծավալ) փոփոխականների դեպքում պատկերված է նկարում։ Ցիկլի ընթացքը հետևյալն է. A \rightarrow B պրոցեսում բանող մարմինը (գազ, գոլորշի և այլն) ջերմային հպման միջոցով T_1 ջերմաստիճանի ջեռուցիչից ստանում է ջերմության Q_1 քանակ, ընդարձակվում V_A-ից մինչև V_B և աշխատանք կատարում։ B \rightarrow C պրոցեսում ջեռուցիչի հետ հպումը վերանում է, բանող մարմինը դանդաղ ընդարձակվում է V_B-ից V_C և սառչում T_1-ից մինչև T_2։ Այնուհետև V_C ծավալ և T_2 ջերմաստիճան ունեցող բանող մարմինը ջերմային հպման մեջ է դրվում T_2 (<T_1) ջերմաստիճանի սառնարանի հետ և դանդաղ սեղմվում V_C-ից մինչև V_D (C \rightarrow D պրոցես), որի հետևանքով սառնարանին է տրվում ջերմության Q_2 քանակ։ D-ին համապատասխանող վիճակում ջերմային հպումը սառնարանի հետ վերանում է, և բանող մարմինը սեղմվում է V_D-ից մինչև V_A, որի հետևանքով նրա ջերմաստիճանը T_2-ից դառնում է T_1 (D \rightarrow A պրոցես)։ Համաձայն թերմոդինամիկայի առաջին սկզբունքի, ABCDA պրոցեսում կատարված աշխատանքը՝ A= Q_1Q_2 (նկարի վրա՝ ABCD պատկերի մակերեսը)։ Կառնոյի ցիկլի օգտակար գործողության գործակիցը՝  \eta =\frac {A}{Q_1}=1-\frac {T_2}{T_1}։ Այս բանաձևից հետևում է, այսպես կոչված՝ Կառնոյի թեորեմը. Կառնոյի ցիկլի օգտակար գործողության գործակիցը կախված չէ բանող մարմնի հատկություններից և որոշվում է միայն ջեռուցիչի և սառնարանի ջերմաստիճաններով։ Միևնույն ջեռուցիչի և սառնարանի միջոցով իրականացվող բոլոր հնարավոր դարձելի ցիկլերից Կառնոյի ցիկլն ունի ամենամեծ օգտակար գործողության գործակիցը։ Պատմականորեն Կառնոյի ցիկլը կարևոր դեր է կատարել թերմոդինամիկայի և ջերմատեխնիկայի զարգացման գործում։ Այն էապես նպաստել է թերմոդինամիկայի երկրորդ սկզբունքի հիմնավորմանը։ Կառնոյի ցիկլը օգտագործվել է ջերմաստիճանների բացարձակ թերմոդինամիկական ցուցնակի որոշման համար։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Հայկական սովետական հանրագիտարանից, որի նյութերը թողարկված են Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) թույլատրագրի ներքո։ CC-BY-SA-icon-80x15.png