Diagram Raveau

Schemat Raveau jest termodynamiczny schemat klasyfikacji maszyn cieplnych dithermes. Pozwala na interpretację pracy pod kątem wymiany ciepła z jej gorącym i zimnym źródłem. Wynika to z Camille Raveau .

Uzasadnienie diagramu

Jest :

${\ displaystyle Q_ {C} \,}$ wymiana ciepła między systemem a źródłem ciepła
${\ displaystyle Q_ {F} \,}$ wymiana ciepła między systemem a źródłem zimna
${\ displaystyle T_ {C} \,}$ temperatura źródła ciepła
${\ displaystyle T_ {F} \,}$ temperatura źródła zimna
$W \,$ praca

Aby uzyskać idealną maszynę termiczną, mamy:

${\ Displaystyle \ Delta U = 0 \,}$
${\ Displaystyle \ Delta S = 0 \,}$

A więc zgodnie z pierwszą i drugą zasadą termodynamiki :

${\ Displaystyle Q_ {C} + Q_ {F} = - W \,}$
${\ Displaystyle {\ Frac {Q_ {C}} {T_ {C}}} + {\ Frac {Q_ {F}} {T_ {F}}} \ równoważnik 0}$

Diagram Raveau przedstawia jako funkcję . Rysujemy linie równań: ${\ displaystyle Q_ {C} \,}$ ${\ displaystyle Q_ {F} \,}$

${\ Displaystyle Q_ {C} + Q_ {F} = 0 \,}$ : po lewej stronie tej prawej strony i po prawej stronie ${\ displaystyle W> 0}$ ${\ displaystyle W <0}$
${\ Displaystyle {\ Frac {Q_ {C}} {T_ {C}}} + {\ Frac {Q_ {F}} {T_ {F}}} = 0}$ : maszyny na prawo od tego prawa są niemożliwe: zaprzeczałyby drugiej zasadzie.

Reprezentacja

Interpretacja

Numeracja stref jest dowolna i podawana wyłącznie w celach edukacyjnych specyficznych dla przedstawionego powyżej schematu, dlatego nie jest uniwersalna.

Strefa I

${\ displaystyle Q_ {C}> 0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W <0 \,}$

Maszyna zapewnia pracę pobierając ciepło z gorącego źródła i oddając je zimnemu źródłu. Dlatego jest to silnik cieplny .

Przykłady:

Silnik spalinowy działający w cyklu czterosuwowym lub dwusuwowym .
silnik Stirlinga
Turbina wykorzystująca w szczególności cykl Rankine'a

Strefa II

${\ displaystyle Q_ {C}> 0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maszyna zużywa pracę, pobierając ciepło z gorącego źródła i oddając je zimnemu źródłu. Maszyny te są mało interesujące, ponieważ to samo można uzyskać bez angażowania siły roboczej (mogą jednak umożliwiać przyspieszenie wymiany ciepła lub być sezonowym trybem pracy maszyny zaliczonej do IV strefy).

Strefa III

${\ displaystyle Q_ {C} <0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maszyna zużywa pracę, przekazując ciepło do dwóch źródeł. Jest mało interesujący i podobny do maszyn monotermicznych .

Strefa IV

${\ displaystyle Q_ {C} <0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F}> 0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maszyna zużywa siłę roboczą i przenosi energię cieplną ze źródła zimna do źródła ciepła. Ta maszyna to pompa ciepła .

Przykłady:

lodówka
Pompa ciepła

Powiązane artykuły