In acest proces, ceea ce se întâmplă în sensul acelor de ceasornic, energia termică este transformată în mecanică (Figura 9.9.):
Procesul are loc în sens antiorar, energia mecanică este transformată în căldură (Figura 9.9.):
În cazul motoarelor termice caută să realizeze conversia mai completă a energiei termice în energie mecanică. Carnot a constatat că raportul cel mai favorabil se obține când gazul trece printr-un ciclu. Acest ciclu este format din patru procese termodinamice consecutive (Fig. 9.10)
1. expansiune izotermică (1-2):
caldura Rezumând (9.23).
Munca produs de sistem.
expansiune adiabatică (2-3):
Sistemul de lucru Produs
compresie izotermă (3-4):
Perfect asupra funcționării sistemului
compresie adiabatică (4-1):
Perfect asupra funcționării sistemului
Zona dintre curbele 1-2-3 (Fig. 9.10), iar abscisa corespund lucrul mecanic produs de gaz în timpul expansiunii, iar zona dintre curbele 3-4-1 și abscisa corespunde lucrul mecanic consumat în comprimarea de gaz. Diferența în cele două domenii oferă un lucru mecanic produs în timpul ciclului. Rezultă că cantitatea de căldură produsă de un încălzitor de gaz în tranziția de la starea 1 la starea 2, trebuie să fie mai mare decât cantitatea de căldură dată răcitor de gaze în tranziția de la starea 3 la starea 4 :. O parte din acest gaz este consumată atunci când energia termică a produsului de lucru mecanic. Conversia de energie termică în energie mecanică nu este complet, dar numai parțial.
Eficiența (COP) indică cât de mult din căldura produsă de un încălzitor de gaz este transformată în lucru mecanic.
Qpodv - cantitatea de căldură primită de gazul încălzitorului la o temperatură T1 mai mare (Qpodv> 0)
Qotv - cantitatea de gaz mai rece dat termic la o temperatură T2 mai scăzută (Qotv <0),
# 951; - randamentul termic =
apoi, deoarece Q = + Qpodv Qotv (Qotv <0), получим КПД тепловых двигателей
În cazul ciclului Carnot este ecuația generală poate fi convertită în mod corespunzător.
Deoarece procedeele 2-3 și 4-1 reprezintă procesele adiabatic pentru lor de la formula (9,29) să fie
Eficiența termică este apoi scrisă sub forma
După simplificare obținem eficiența termică a ciclului Carnot:
Carnot eficiența ciclului nu depinde de natura fluidului de lucru și este o funcție numai temperatura frigiderului și încălzire. Valoarea maximă a eficienței (caz ideal), orice motor termic este întotdeauna mai mică decât unitatea și este definită de (9,35). De fapt, eficiența este întotdeauna mai mică decât această valoare din cauza pierderilor, și din alte motive. Astfel, formula (9.35) determină limita superioară a eficienței: hideal.