Ciclo di Carnot vs Rankine
Il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine sono due cicli discussi in termodinamica. Questi sono discussi sotto i motori termici. I motori termici sono dispositivi o meccanismi utilizzati per convertire il calore in lavoro. Il ciclo di Carnot è un ciclo teorico, che dà la massima efficienza ottenibile da un motore. Il ciclo Rankine è un ciclo pratico, che può essere utilizzato per calcolare i motori della vita reale. È fondamentale avere una corretta comprensione di questi due cicli per eccellere nella termodinamica e in qualsiasi campo ad essa correlato. In questo articolo, discuteremo cosa sono il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine, le loro definizioni, le loro applicazioni, le somiglianze tra il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine e infine la differenza tra il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine.
Cos'è il ciclo di Carnot?
Il ciclo di Carnot è un ciclo teorico, che descrive un motore termico. Prima di spiegare il ciclo di Carnot, è necessario definire alcuni termini. La fonte di calore è definita come un dispositivo a temperatura costante, che fornirà calore infinito. Il dissipatore di calore è un dispositivo a temperatura costante, che assorbirà una quantità infinita di calore senza modificare la temperatura. Il motore è il dispositivo o il processo che converte il calore dalla fonte di calore per funzionare. Il ciclo di Carnot è composto da quattro fasi.
1. Espansione isotermica reversibile del gas – Il motore è collegato termicamente alla sorgente. In questa fase, il gas in espansione assorbe il calore dalla sorgente e agisce sull'ambiente circostante. La temperatura del gas rimane costante.
2. Espansione adiabatica reversibile del gas – Il sistema è adiabatico, il che significa che non è possibile il trasferimento di calore. Il motore viene estratto dalla sorgente e isolato. In questa fase, il gas non assorbe calore dalla sorgente. Il pistone continua a lavorare sull'ambiente circostante.
3. Compressione isotermica reversibile – Il motore è posizionato sul lavello e contattato termicamente. Il gas viene compresso in modo che l'ambiente circostante stia lavorando sul sistema.
4. Compressione adiabatica reversibile – Il motore viene estratto dal lavello e isolato. L'ambiente circostante continua a lavorare sul sistema.
Nel ciclo di Carnot, il lavoro totale svolto è dato dalla differenza tra il lavoro svolto sull'ambiente circostante (passi 1 e 2) e il lavoro svolto dall'ambiente circostante (passi 3 e 4). Il ciclo di Carnot è in teoria il motore termico più efficiente. L'efficienza del ciclo di Carnot dipende solo dalle temperature della sorgente e del pozzo.
Cos'è Rankine Cycle?
Il ciclo Rankine è anche un ciclo che converte il calore in lavoro. Il ciclo Rankine è un ciclo praticamente utilizzato per sistemi costituiti da una turbina a vapore. Ci sono quattro processi principali nel ciclo Rankine
1. Il funzionamento del fluido in alta pressione da una bassa pressione
2. Il riscaldamento del fluido ad alta pressione in vapore
3. Il vapore si espande attraverso una turbina che fa girare la turbina, generando così potenza
4. Il vapore viene nuovamente raffreddato all'interno del condensatore.
Qual è la differenza tra Ciclo di Carnot e Ciclo di Rankine?
• Il ciclo di Carnot è un ciclo teorico mentre il ciclo di Rankine è pratico.
• Il ciclo di Carnot garantisce la massima efficienza in condizioni ideali, ma il ciclo Rankine garantisce il funzionamento in condizioni reali.
• L'efficienza ottenuta dal ciclo Rankine è sempre inferiore a quella del ciclo di Carnot.
