Raveau-diagram

Den Raveau diagram er en termodynamisk diagram til klassificering termiske maskiner dithermes. Det gør det muligt at fortolke arbejdet i henhold til dets varmeoverførsler med dets varme kilde og dens kolde kilde. Det skyldes Camille Raveau .

Diagramgrundlag

Er:

${\ displaystyle Q_ {C} \,}$ varmeoverførsel mellem systemet og den varme kilde
${\ displaystyle Q_ {F} \,}$ varmeoverførsel mellem systemet og den kolde kilde
${\ displaystyle T_ {C} \,}$ temperaturen på den varme kilde
${\ displaystyle T_ {F} \,}$ temperaturen på den kolde kilde
$W \,$ arbejde

For en ideel termisk maskine har vi:

${\ displaystyle \ Delta U = 0 \,}$
${\ displaystyle \ Delta S = 0 \,}$

Så ifølge termodynamikens første og andet princip :

${\ displaystyle Q_ {C} + Q_ {F} = - W \,}$
${\ displaystyle {\ frac {Q_ {C}} {T_ {C}}} + {\ frac {Q_ {F}} {T_ {F}}} \ leq 0}$

Raveaus diagram repræsenterer som en funktion af . Vi tegner ligningerne: ${\ displaystyle Q_ {C} \,}$ ${\ displaystyle Q_ {F} \,}$

${\ displaystyle Q_ {C} + Q_ {F} = 0 \,}$ : til venstre for denne højre ,, og til højre ${\ displaystyle W> 0}$ ${\ displaystyle W <0}$
${\ displaystyle {\ frac {Q_ {C}} {T_ {C}}} + {\ frac {Q_ {F}} {T_ {F}}} = 0}$ : maskinerne til højre for denne ret er umulige: de ville modsige det andet princip.

Repræsentation

Fortolkning

Nummereringen af zoner er vilkårlig og gives kun til et uddannelsesformål, der er specifikt for diagrammet, der er præsenteret ovenfor, det er derfor ikke universelt.

Zone I

${\ displaystyle Q_ {C}> 0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W <0 \,}$

Maskinen leverer arbejde ved at tage varme fra den varme kilde og give den til den kolde kilde. Det er derfor en varmemotor .

Eksempler:

Forbrændingsmotor efter en firetaktscyklus eller en totaktscyklus .
Stirling-motor
Turbine ved især at bruge Rankine-cyklussen

Zone II

${\ displaystyle Q_ {C}> 0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maskinen bruger arbejde ved at tage varme fra den varme kilde og give den til den kolde kilde. Disse maskiner er af ringe interesse, fordi det samme kan opnås uden at forbruge arbejdskraft (de kan ikke desto mindre gøre det muligt at fremskynde varmeoverførsler eller ellers være en sæsonbestemt driftsform for en maskine klassificeret i zone IV).

Zone III

${\ displaystyle Q_ {C} <0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F} <0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maskinen bruger arbejde ved at overføre varme til de to kilder. Det er ikke særlig interessant og ligner monotermiske maskiner .

Zone IV

${\ displaystyle Q_ {C} <0 \,}$
${\ displaystyle Q_ {F}> 0 \,}$
${\ displaystyle W> 0 \,}$

Maskinen bruger arbejde og overfører termisk energi fra den kolde kilde til den varme kilde. Denne maskine er en varmepumpe .

Eksempler:

køleskab
varmepumpe

Relaterede artikler