Η απόδοση του κύκλου Stirling

Το ιδανικό μονοατομικό αέριο μιας θερμικής μηχανής υποβάλλεται στην κυκλική μεταβολή που φαίνεται στο διπλανό διάγραμμα  PV, όπου 1→2 είναι ισόθερμη εκτόνωση, 2→3 είναι ισόχωρη ψύξη, 3→4 είναι ισόθερμη συμπίεση και 4→1 είναι ισόχωρη θέρμανση μέχρι την αρχική κατάσταση. Να υπολογίσετε το θερμοδυναμικό συντελεστή απόδοσης της μηχανής και να τον συγκρίνετε με αυτόν της μηχανής Carnot, που εργάζεται ανάμεσα στις ίδιες θερμοκρασίες.

Απάντηση(pdf)

Απάντηση(word)

(Visited 1,398 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
17 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Τάσος Αθανασιάδης
Αρχισυντάκτης

O άλλος Σόλων (ο παλιός) ήταν πιο σοφός Αντρέα. Τι άλλο να πω…

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Προσλαμβάνει θερμότητα και κατά την ισόθερμη εκτόνωση. και κατά την ισόχωρη θέρμανση.

Γιάννης Μπατσαούρας
Γιάννης Μπατσαούρας
3 έτη πριν

 Που τα ξετρυπώνεις Αντρέα αυτά τα μαργαριτάρια !! 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Στην συνέχεια ο συνάδελφος υπολογίζει την μεταβολή της Εντροπίας. Την βγάζει μηδενική.

Όμως υπολογίζει την μεταβολή της εντροπίας του αερίου.

Όταν ένα αέριο  εκτελεί κυκλική μεταβολή , η μεταβολή της εντροπίας του είναι μηδενική, όποια και αν είναι η μεταβολή.

Όμως τι γίνεται με την εντροπία όλου του συστήματος δεξαμενών-αερίου;

Πριν αποδοκιμάσουμε τον συνάδελφο, ας προσπαθήσουμε να υπολογίσουμε την μεταβολή της εντροπίας όλου του συστήματος.

Σε μια μηχανή Carnot είναι μηδενική. Σε μία Stirling πόση είναι;

Το ερώτημα έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον διότι θα καταδείξει το ότι η μηχανή Carnot είναι αντιστρεπτή, ενώ η Stirling όχι.

Έτσι βασιζόμενοι στο θεώρημα Carnot, γνωρίζουμε ότι έχει μικρότερη απόδοση.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Για να μην καταστρέψω την ωραία ανάρτηση του Ανδρέα, θα βάλω το (όχι τετριμμένο) αυτό ερώτημα στο φόρουμ.

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
3 έτη πριν

Ανδρέα εσύ θεωρείς πως το περιβάλλον παρέχει στη μηχανή θερμότητα τόσο κατά την ισόθερμη εκτόνωση όσο και κατά την ισόχωρη θέρμανση.

Όμως, υπάρχει και η εξής "πατέντα":

Θεωρούμε μια δεξαμενή θερμότητας (την ονομάζουν αναγεννητή) η οποία δέχεται την θερμότητα από το αέριο κατά τη ισόχωρη ψύξη και την αποδίδει στο αέριο κατά την ισόχωρη θέρμανσή του. Η δεξαμενή αυτή θερμότητας μπορούμε να θεωρήσουμε πως δεν ανήκει στο περιβάλλον αλλά αποτελεί τμήμα της μηχανής. Έτσι, η μηχανή stirling ανταλλάσει θερμότητα με το περιβάλλον, μόνο κατά τις ισόθερμες. Συνεπώς, κατά τον υπολογισμό της απόδοσης, θεωρούμε ως εισερχόμενη θερμότητα μόνο τη θερμότητα κατά την ισόθερμη εκτόνωση.

Δηλαδή εσύ υπολόγισες τον συντελεστή απόδοσης μηχανής stirling χωρίς αναγεννητή ενώ ο Dr υπολογίζει την απόδοση stirling η οποία έχει και αναγγενητή.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Αυτό Γιάννη είναι εντυπωσιακά ευφυές!

Άσε που με εξυπηρετεί σε άλλη συζήτηση.

Τρεις δεξαμενές, εκ των οποίων η μία μέρος της μηχανής!

Ο κύκλος δηλαδή μιας μηχανής στο χαρτί δεν καθορίζει μονοσήμαντα την απόδοσή της, αν δεν γνωρίζουμε την υλοποίησή της!