Կառնոյի ցիկլ

Կառնոյի ցիկլ

Կառնոյի ցիկլ, դարձելի շրջանային պրոցես (ցիկլ), որի ընթացքում ջերմությունը փոխակերպվում է աշխատանքի (կամ հակառակը), կազմված է երկու իզոթերմ պրոցեսից և երկու ադիաբատ պրոցեսից։ Առաջինը դիտարկել է Ն. Լ. Ս. Կառնոն 1824 թվականին՝ իբրև ջերմային շարժիչի իդեալական աշխատանքային ցիկլ։ Ջերմության փոխակերպումը աշխատանքի ուղեկցվում է ջերմության որոշակի քանակի փոխանցումով (շարժիչի բանող մարմնի միջոցով) առավել տաք մարմնից (ջեռուցիչ) պակաս տաք մարմնին (սառնարան)։ Կառնոյի ցիկլը $p-V$ (ճնշում-ծավալ) փոփոխականների դեպքում պատկերված է նկարում։ Ցիկլի ընթացքը հետևյալն է. $A\rightarrow B$ պրոցեսում բանող մարմինը (գազ, գոլորշի և այլն) ջերմային հպման միջոցով $T_{1}$ ջերմաստիճանի ջեռուցիչից ստանում է ջերմության $Q_{1}$ քանակ, ընդարձակվում $V_{A}$-ից մինչև $V_{B}$ և աշխատանք կատարում։ $B\rightarrow C$ պրոցեսում ջեռուցիչի հետ հպումը վերանում է, բանող մարմինը դանդաղ ընդարձակվում է $V_{B}$-ից $V_{C}$ և սառչում $T_{1}$-ից մինչև $T_{2}$։ Այնուհետև $V_{C}$ ծավալ և $T_{2}$ ջերմաստիճան ունեցող բանող մարմինը ջերմային հպման մեջ է դրվում $T_{2}$ ($<T_{1}$) ջերմաստիճանի սառնարանի հետ և դանդաղ սեղմվում $V_{C}$-ից մինչև $V_{D}$ ($C\rightarrow D$ պրոցես), որի հետևանքով սառնարանին է տրվում ջերմության $Q_{2}$ քանակ։ $D$-ին համապատասխանող վիճակում ջերմային հպումը սառնարանի հետ վերանում է, և բանող մարմինը սեղմվում է $V_{D}$-ից մինչև $V_{A}$, որի հետևանքով նրա ջերմաստիճանը $T_{2}$-ից դառնում է $T_{1}$ ($D\rightarrow A$ պրոցես)։ Համաձայն թերմոդինամիկայի առաջին սկզբունքի, $ABCDA$ պրոցեսում կատարված աշխատանքը՝ $A=$ $Q_{1}$—$Q_{2}$ (նկարի վրա՝ $ABCD$ պատկերի մակերեսը)։ Կառնոյի ցիկլի օգտակար գործողության գործակիցը՝ $\eta ={\frac {A}{Q_{1}}}=1-{\frac {T_{2}}{T_{1}}}$։ Այս բանաձևից հետևում է, այսպես կոչված՝ Կառնոյի թեորեմը. Կառնոյի ցիկլի օգտակար գործողության գործակիցը կախված չէ բանող մարմնի հատկություններից և որոշվում է միայն ջեռուցիչի և սառնարանի ջերմաստիճաններով։ Միևնույն ջեռուցիչի և սառնարանի միջոցով իրականացվող բոլոր հնարավոր դարձելի ցիկլերից Կառնոյի ցիկլն ունի ամենամեծ օգտակար գործողության գործակիցը։ Պատմականորեն Կառնոյի ցիկլը կարևոր դեր է կատարել թերմոդինամիկայի և ջերմատեխնիկայի զարգացման գործում։ Այն էապես նպաստել է թերմոդինամիկայի երկրորդ սկզբունքի հիմնավորմանը։ Կառնոյի ցիկլը օգտագործվել է ջերմաստիճանների բացարձակ թերմոդինամիկական ցուցնակի որոշման համար։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 5, էջ 272)։