מחזור קרנו - בסיסי התקנים תיאורטי של כל מנועי הבעירה הפנימיים

בין כל התהליך תרמודינמי המחזורי של יישום תיאורטי ומעשית מסוים של מחזור קרן. לעתים קרובות זה נקרא מנצחים, נהדר, מושלם, וכן הלאה. ד. הרבה הוא נראה שיש משהו מסתורי ובלתי נתפס. עם זאת, אם זה נכון למקם כל הדגשים, ומיד לפתוח את כל הפשטות, יופי גאון של ההמצאה הזו, אשר התגלתה על ידי מדען ומהנדס צרפתי סאדי קרנו. וזה מתברר כי אין שום דבר יוצא דופן בתהליך המוצע על ידם, אלא יש רק את השימוש היעיל ביותר של חוקים מסוימים של הטבע.

אז מה באמת הוא מחזור ידוע ומסתורי קרנו? זה יכול להיות מוגדר בתור תהליך מעין-סטטית המבוסס על הפחתת מערכת תרמודינמית במגע תרמי עם צמד הטנקים תרמוסטטים בעל ערכי טמפרטורה קבועים ויציבים. הנחה היא כי הטמפרטורה הראשונה (חימום) גבוה יותר מאשר השני (במקרר). מחזור קרנו הוא מערכת תרמודינמית כי ראשון, בתחילה בעל ערך תרמית מסוים, באה במגע עם הדוד. ואז, על ידי הפחתת לחץ איטית לאין בה נקרא רחבת quasistatic, ואחריו השאלת ההתנגדות המחממת וחום ללחץ חיצוני.

לאחר מכן, המערכת מבודדת, אשר שוב גורמת לו quasistatic ידי הרחבת adiabatic עד הטמפרטורה שלו מגיעה מקרר פרמטרים דומים. בסוג זה של מערכת תרמודינמית ההתרחבות גם בצע התנגדות למבצע מסוימת ללחץ חיצוני. במצב דברים זה, המערכת והביא במגע עם המעבה, שבה ידי ברציפות הגדלת הלחץ הוא נדחס עד לנקודה מסוימת, כך אזי מלא שולח מאגר חום שני, בהשאלה מן התנור. מחזור קרנו ייחודי בכך שהוא אינו מלווה בשום איבוד חום. תיאורטית, כגון ערכה עשויה להיקרא מכונת תנועה מתמדת. הסיבה לכך היא יעילות תרמית של מחזור קרנו, אשר תלוי אך ורק על זוג טנק הטמפרטורה תמיד תהיה הגבוהה ביותר האפשרית. עם זאת, עד כה אף אחד לא הצליח ליצור מכונית, תרמית יעילה אשר תעלה שלושים אחוזי התהליך המחזורי המותר סאדי קרן.

והתהליך הזה נקרא אידיאלי כי זה הרבה יותר טוב מאשר מחזורים אחרים הוא מסוגלת המרת חום העבודה שימושית. מצד השני, בשל קשיים בארגון וביצוע תהליכי הבידוד התרמיים, היישום שלה קשה מאוד במנועים אמיתיים. לקבלת יעילות העברת חום המרבית של מכונה כזו חייבת להיות מבודד לחלוטין מן הסביבה החיצונית, אשר במציאות היא כמעט בלתי אפשרית.

הפוך מחזור קרנו הוא הבסיס של פעולה של עיקרון משאבת חום, אשר, בניגוד מכונת הקירור חייב בכל אנרגיה חפצה חמה יכול להינתן יותר, כגון מערכת החימום. חלק מהחום נלקח מן הסביבה החיצונית, בעל טמפרטורה נמוכה יותר, השבר הנותר של האנרגיה הדרושה משתחרר בביצוע עבודות מכאניות, כגון מדחס.