Differenza tra il ciclo di Carnot e Rankine

Ciclo di Carnot vs Rankine
 

Il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine sono due cicli discussi in termodinamica. Questi sono discussi sotto motori a calore. I motori termici sono dispositivi o meccanismi utilizzati per convertire il calore in lavoro. Il ciclo di Carnot è un ciclo teorico, che fornisce la massima efficienza che può essere ottenuta da un motore. Il ciclo Rankine è un ciclo pratico, che può essere utilizzato per calcolare i motori reali. È fondamentale avere una corretta comprensione in questi due cicli per eccellere nella termodinamica e in qualsiasi campo ad essa relativo. In questo articolo, discuteremo di cosa sono il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine, le loro definizioni, le loro applicazioni, le somiglianze tra il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine, e infine la differenza tra il ciclo di Carnot e il ciclo di Rankine.

Cos'è il ciclo di Carnot?

Il ciclo di Carnot è un ciclo teorico che descrive un motore termico. Prima di spiegare il ciclo di Carnot, devono essere definiti pochi termini. La fonte di calore è definita come un dispositivo a temperatura costante, che fornirà calore infinito. Il dissipatore di calore è un dispositivo a temperatura costante, che assorbirà una quantità infinita di calore senza modificare la temperatura. Il motore è il dispositivo o il processo, che converte il calore dalla fonte di calore al lavoro. Il ciclo di Carnot consiste di quattro passaggi.

1. Espansione isotermica reversibile del gas - Il motore è collegato termicamente alla sorgente. In questa fase, il gas in espansione assorbe il calore dalla sorgente e funziona sull'ambiente circostante. La temperatura del gas rimane costante.

2. Espansione adiabatica reversibile del gas - Il sistema è adiabatico, ovvero non è possibile il trasferimento di calore. Il motore è estratto dalla fonte e isolato. In questa fase, il gas non assorbe calore dalla sorgente. Il pistone continua a lavorare sull'ambiente circostante.

3. Compressione isotermica reversibile: il motore viene posizionato sul lavello e viene contattato termicamente. Il gas viene compresso in modo che l'ambiente circostante lavori sul sistema.

4. Compressione adiabatica reversibile - Il motore viene estratto dal lavandino e isolato. L'ambiente circostante continua a lavorare sul sistema.

Nel ciclo di Carnot, il lavoro totale svolto è dato dalla differenza tra il lavoro svolto sull'ambiente (fase 1 e 2) e il lavoro svolto dall'ambiente circostante (passaggi 3 e 4). Il ciclo di Carnot è il motore termico più efficiente in teoria. L'efficienza del ciclo di Carnot dipende solo dalle temperature della sorgente e del sink.

Cos'è il ciclo Rankine?

Il ciclo Rankine è anche un ciclo, che converte il calore in lavoro. Il ciclo Rankine è un ciclo praticamente utilizzato per sistemi costituiti da una turbina a vapore. Ci sono quattro processi principali nel ciclo di Rankine

1. Il funzionamento del fluido in alta pressione da una bassa pressione

2. Il riscaldamento del fluido ad alta pressione in un vapore

3. Il vapore si espande attraverso una turbina che ruota la turbina, generando così potenza

4. Il vapore viene raffreddato all'interno del condensatore.