Iċ-Ċiklu Stirling: Waqfiet Izotermali b’Reġenerazzjoni

1 · Ippreddi

Iċ-ċiklu Stirling juża 2 waqfiet izotermali u 2 izokorali, bla l-ebda waqfa adijabatika. L-effiċjenza tiegħu tista’ fil-prinċipju tilħaq il-valur ta’ Carnot jekk “reġeneratur” perfett jirriċikla s-sħana bejn il-waqfiet izokorali. Bla reġeneratur ideali, l-effiċjenza sempliċi taċ-ċiklu li tkejjel toqgħodx inqas mil-limitu ta’ Carnot?

• Iva — bla reġeneratur, l-effiċjenza mhux raffinata ta’ dan iċ-ċiklu toqgħod taħt il-limitu ta’ Carnot għall-istess żewġ temperaturi ta’ riżerva.
• L-effiċjenza tkun eżattament daqs il-limitu ta’ Carnot kwalunkwe tkun ir-reġenerazzjoni.
• L-effiċjenza taqbeż il-limitu ta’ Carnot.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ stirling-cycle u agħfas Reset. 1 mol ta’ argon jiċċekkja bejn 600 K u 300 K bl-użu ta’ waqfiet izotermali u izokorali biss.
2. Attiva l-qari ta’ ħidma għal kull waqfa u l-qari ta’ effiċjenza taċ-ċiklu.
3. Għal kull waqfa taċ-ċiklu (1 sa 4), aqra l-volum tal-mira ta’ waqfa u l-ħidma maħduma mill-gass matul dik il-waqfa.

3 · Ħu d-Dejta

Iskitta d-dijagramma P-V għall-4 waqfiet kollha, u immarka l-2 segmenti izotermali (mgħawwġa) u ż-2 izokorali (vertikali).

4 · Analizza

1. Ikkonferma li l-waqfiet 2 u 4 (l-izokorali) juru W = 0. Żid il-ħidma ta’ l-4 waqfiet kollha għall-ħidma netta taċ-ċiklu, u qabbel il-qari ta’ effiċjenza taċ-ċiklu mal-limitu ta’ Carnot η_c = 1 − 300/600 = 0.5.
2. L-effiċjenza mhux raffinata ta’ dan iċ-ċiklu (bla reġeneratur ideali li jirkupra s-sħana tal-waqfiet izokorali) tibqa’ taħt 0.5. Ispjega, bl-użu tal-ewwel liġi, għalfejn is-sħana mbuttata matul il-waqfa ta’ tkessħ izokorali tirrappreżenta enerġija li l-magna sempliċi ma tirrekuprax.

5 · Estendi

1. Magna Stirling reali tuża reġeneratur — mesh li jaħżen is-sħana maħlula matul it-tkessħ izokorali u jerġaha jirritorna matul it-tisħin izokorali. Ispjega għalfejn reġeneratur perfett jħalli dan iċ-ċiklu jersaq lejn l-effiċjenza ta’ Carnot anki bla waqfiet adijabatiċi.
2. Magni Stirling huma apprezzati għal-li jaħdmu fuq kwalunkwe sors ta’ sħana estern (solari, sħana skart, anki differenzi ta’ temperatura fl-ispazju) minflok jeħtieġu kombustjoni interna. Għalfejn magna ta’ ċiklu magħluq b’tisħin estern tkun attrattiva għal dawk l-applikazzjonijiet?

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

← Lura għall-esperiment

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn