熱力学サイクル

熱力学サイクルは 、仕事を実行するためにシステムによって生成される物理的変換の反復シーケンスとして定義されます。熱力学サイクルは、世界中のほとんどの車両を作動させる熱エンジンの動作の基礎です。熱力学サイクルとそれが表す熱機関の種類の例をいくつかご覧ください。

フランスの技術者ニコラ・レオナール・サディ・カルノーによって提案されたカルノー サイクルは、機械の理論上の機能のみを表す理想的な熱力学サイクルと考えられています。この可逆サイクルは、2 つの 断熱変換と交互に行われる 2 つの等温変換 によって形成されます。このサイクルではすべての熱交換が等温になります。

現在まで、カルノーエンジン、つまりカルノーサイクルで動作する機械を開発することはまだ可能ではありません。その効率は、特定の熱源と熱源温度の間で動作する熱機関が到達できる最大値に相当するからです。 。 寒い。したがって、等温系に近づくには、このサイクルの実際のプロセスを非常に遅くする必要があり、これによりその使用が不可能になります。

カルノーエンジンは熱力学の最も基本的なサイクルを表すため、熱エンジンの性能が優れているかどうかを示す比較としてのみ使用されます。

オットー サイクルは、アルコール、ガソリン、または天然ガスを動力源とする自動車の大部分を動作させる内燃機関の動作を理想化しています。このタイプのエンジンでは、サイクルによって捕捉される熱は、エンジン内で起こる 燃焼 反応から生じます。火花が燃焼を引き起こし、その結果、反応で生成されたガスが仕事を行うために使用されます。

他の熱力学サイクルと同様、オットー サイクルは、その効率が蒸発 潜熱 や内部エネルギーなどの流体の特性に直接依存するため、カルノー サイクルほど効率的ではありません。

ディーゼル サイクルは、別のタイプの内燃エンジン、つまりディーゼル駆動エンジンの動作を表します。このサイクルの主な特徴は、燃料混合物と空気との圧縮（火花なし）によって燃焼が引き起こされるという事実です。これは、たとえばガソリンエンジンとは異なり、このタイプのエンジンには点火プラグ (火花を発生させる装置) がないために発生します。

ランキン サイクルは、蒸気エンジン、つまり 熱エネルギー を機械エネルギーに変換することによって動作するエンジンの動作を理想的に表す熱力学サイクルです。このプロセスは、機械的仕事を行うために、ガスが凝縮するときに収縮し、蒸発するときに膨張するという事実に基づいています。したがって、このサイクルでは凝縮と蒸発という相転移が起こります。

スターリング サイクルは、外燃機関の動作を理想化します。このサイクルは最も単純で、異なる温度を提供する 2 つのチャンバーのみで構成され、ガスが交互に冷却されます。このサイクルはカルノー サイクルに最も似ています。スターリング サイクルに基づいて動作する熱機械は、オットー サイクルやディーゼル サイクルに基づいて動作する熱機械よりも効率が高くなります。

したがって、熱力学サイクルは、仕事を生み出すために流体 (気体または液体) によって実行される一連の反復プロセスであると結論付けることができます。

参考文献:
http://www.if.ufrgs.br/~dschulz/web/ciclos_termodinamicos.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A2mico
http://cursos.unisanta.br/quimica/private/APOSTILA-TERMO.PDF
http://fig.if.usp.br/~amtramos/termo/GAB_classe6b.pdf