Как работа, выполняемая двигателем Карно, получается или преобразуется в пригодную для использования форму?

Я согласен с комментарием dmckee к рисунку Питера, который является типичным изображением цикла Карно, работающего на идеальном газе с поршнем/цилиндром, являющимся «двигателем». Трудно не только организовать перемещение поршня/цилиндра между тепловыми резервуарами, но и проблема добавления и удаления теплоизоляции при переходе между адиабатическим и изотермическим процессами.

Теоретическое применение, не связанное с вышеупомянутыми ограничениями, заключается в применении цикла Карно в качестве двухфазного пароэнергетического цикла, альтернативного циклу Ренкина. См. схему ТС ниже. Здесь, по крайней мере, выходом цикла Карно является работа паровой турбины, которую можно ясно представить для выработки электроэнергии.

Однако даже в этом случае цикл Карно нецелесообразен. Чтобы назвать некоторые из них, существуют практические проблемы при разработке изоэнтропического компрессора для сжатия насыщенного пара в насыщенную жидкость (процесс da) (в цикле Ренкина насос просто повышает давление насыщенной жидкости до давления в котле). Существует также проблема выхода турбины с паром, который может быть слишком влажным, вызывая коррозию лопаток (процесс bc) (в цикле Ренкина может использоваться перегретый пар, выходящий из турбины вместе с паром-осушителем).

Но, вероятно, самым большим ограничением всех потенциальных применений цикла Карно является то, что для того, чтобы цикл был обратимым, он должен выполняться очень медленно. Таким образом, в то время как цикл может быть наиболее эффективным с точки зрения работы на тепло, скорость выхода работы (мощность) будет очень низкой.

Насколько я помню, кто-то сказал, что вы можете улучшить экономию топлива, если поставите двигатель Карно в свою машину, но пешеходы будут проходить мимо вас!

Надеюсь это поможет.

Процесс Карно — идеальный процесс получения энергии за счет разницы температур. Я опишу немного более простой процесс, хотя общая идея должна остаться прежней.

Скажем, у вас есть заполненный газом цилиндр с поршнем. Если давление повышается, поршень движется, если только он не удерживается на месте разрывами.

Этот цилиндр теперь нагревается и охлаждается.

1. Во-первых, нагревая его, удерживая поршень, давление повышается.
2. Перед переключением на охлаждение поршень отпускают и газу дают возможность расшириться. Вот точка, где мы могли бы добывать энергию.
3. При охлаждении поршень снова удерживается на месте, и давление падает.
4. Перед повторным нагревом даем поршню сжаться. (То есть давление окружающего воздуха толкает поршень обратно) Опять же, здесь мы могли бы извлекать энергию.

Отличия от процесса Карно троякие:

1. поршень не был бы зафиксирован, а «умело» расширялся бы и сжимался при нагревании и охлаждении.
2. оказывается, если вы вернете немного энергии, чтобы сжать газ больше, чем он хочет, прежде чем нагреться, и немного расширить его перед охлаждением, эффективность возрастет.
3. цикл Карно работает, как определено, только если у вас есть бесконечное время для расширения и сжатия. В реальных двигателях используются укороченные циклы Карно.