Carnotproces: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Eg-T2g (overleg | bijdragen)
k →‎top: <math> met AWB
Regel 1:
[[Bestand:Carnot-proces.png|thumb|left|250px|Het carnotproces weergegeven in een Ts-diagram]]
[[Bestand:CarnotCycle PVnl.svg|thumb|250px|Het carnotproces weergegeven in een pV-diagram]]
De '''carnotcyclus''' of het '''carnotproces''' is een ideaal [[Thermodynamica|thermodynamisch]] [[kringproces]] waarbij alle warmte wordt toegevoerd bij een hoge temperatuur T<sub>1</sub> en wordt afgevoerd bij een lage temperatuur T<sub>2</sub>. Hierdoor wordt een zo groot mogelijk deel van de toegevoerde warmte in arbeid omgezet. De Franse wiskundige [[Sadi Carnot]] (1796-1832) ontwikkelde dit model om een bovengrens voor het [[rendement (energie)|rendement]] te berekenen van de omzetting van [[Warmte|thermische energie]] in mechanische [[arbeid (natuurkunde)|arbeid]]. Het carnotproces bestaat uit een kringloop met twee [[reversibel|reversibele]]e [[Adiabaat|adiabaten]] ([[isentroop|isentropen]]) en twee [[isotherm proces|isothermen]].
 
Het carnotproces verloopt als volgt:
Regel 15:
Af te leiden valt dat voor het carnotproces het rendement <math>\eta</math> gelijk is aan het verschil tussen de hoogste en laagste absolute temperaturen <math>T_1</math> en <math>T_2</math>, gedeeld door de hoogste temperatuur <math>T_1</math>:
:<math>\eta = {T_1 - T_2 \over T_1} = 1 - {T_2 \over T_1} \,\!</math>
 
Voor een stoommachine met een stoomtemperatuur van 177&nbsp;°C = 450 K en een koelwatertemperatuur van 27&nbsp;°C = 300 K bedraagt het theoretisch maximale rendement dus 1 - 300/450 = 33%. Merk op dat voor het theoretisch rendement van 100% <math>T_1</math> oneindig groot zou moeten zijn of <math>T_2</math> = 0 K, het [[Absoluut nulpunt|absolute nulpunt]].
 
Het bewijs door middel van de [[entropie]] ''S'' is eenvoudig:
 
:<math>\ |Q_\mathrm{in}|=(S_1-S_4)T_1</math>: in de figuur de gele oppervlakte.
 
:<math>\ |Q_\mathrm{uit}|=(S_2-S_3)T_2=(S_1-S_4)T_2</math>: in de figuur de gearceerde oppervlakte.
 
:<math>\ |W|= |Q_\mathrm{in}|- |Q_\mathrm{uit}|=(S_1-S_4)(T_1-T_2)</math>: in de figuur de gele, niet gearceerde oppervlakte.
 
:<math>\eta=\frac{|W|}{|Q_\mathrm{in}|}</math>