Machine à vapeur et la formule Carnot

Contexte et interprétation actuelle
Selon l'interprétation actuelle , les moteurs C'est dispositifs consomment pas de carburant (charbon, essence , diesel , alcool, etc . ) Et convertit la chaleur en travail mécanique.
La première machine à vapeur a été inventé dans les temps anciens par Héron d'Alexandrie . Beaucoup plus tard , vers la fin du Moyen Age , les machines à vapeur rudimentaires ont été inventées par Denis Papin , Thomas Savery, Thomas Newcomen , etc . et principalement utilisé pour le prélèvement d'eau dans les mines de charbon . Des améliorations significatives dans primitives Ces modèles ont été faites par James Watt et la machine à vapeur a commencé à être utilisé dans une large gamme d'applications à partir de filature et de tissage textile jusqu'à rail ou la navigation maritime . Pratique, le développement de la machine à vapeur a conduit à ce que l'histoire appelle la révolution industrielle.
Pour les premiers prototypes de moteurs à vapeur , la pression de vapeur est exercée sur une extrémité du cylindre pour déplacer le piston . Dans la version améliorée , les deux extrémités du piston est utilisé pour produire du travail mécanique, et par conséquent, ces moteurs sont également connus comme double effet.
Nous analysons en détail le principe de fonctionnement d'un moteur à vapeur à double effet . La vapeur provenant de la chaudière est guidée à travers un tuyau pour l'entrée et pénètre dans le corps du moteur C pour le côté gauche du piston mobile E. Le trajet de la vapeur est sélectionnée de rouge et de bleu pour la refulation d'admission .

Figure 1
Le exertive de pression de vapeur de la force sur le piston mobile et donc il se déplace vers la droite (Fig. 2) .

Figure 2
Valve D se déplace vers la gauche ( Fig. 3) et bloque l' entrée de la vapeur sur la partie gauche et en même temps ouvrir la voie de la vapeur dans la chambre à droite du moteur lorsque le piston s'est déjà déplacé loin vers la droite . Dans le même temps la soupape D Connectez le ventricule gauche du piston dans l'atmosphère par année d'échappement du port , ce qui entraîne l'équilibre de l'année de pressions , de la vapeur d'eau en excès de cette façon est transférée à l' air produisant un sifflement spécifique.

Figure 3
Avec le mouvement de la vanne D, laissez libre de la pression de vapeur de monter sur le côté droit du piston , et ce mouvement va forcer le piston de revenir vers la gauche comme dans la figure . Avril.

Figure 4
D vanne change de position fondamentalement la situation de la figure 5 est nouveau et presque identique à la situation d'origine . La différence est que nous avons le droit de la chambre de piston rempli de vapeur , ce qui est maintenant en contact avec l'atmosphère . Comme dans le cas précédent , il existe un équilibre de pression entre la chambre de piston et l'atmosphère , avec l'enlèvement de la pression excees .

Figure 5
De cette façon, la vapeur est admise alternativement à chaque extrémité du piston et l'autre extrémité est automatiquement connecté au canal de sortie et ce come- and-go mouvement peut alors être converti en mouvement circulaire à l'aide d'une tige .
Après une période de gloire pendant plus d'un siècle , les machines à vapeur ont généralement été abandonnées au profit de moteurs à combustion interne .

partie expérimentale

Je pense que la machine à vapeur ( une rcovered du jouet peut être utilisé aussi, mais la pression du gaz doit être changé ) , mais plutôt de la vapeur produite par la chaudière , la bouteille de gaz sous pression est reliée à l'entrée de (fig. 12) . Réservoir de gaz surounded est en équilibre avec l'environnement. Il est complètement indifférent de savoir si l'expérience est effectuée au Cercle Arctique, où nous avons température ambiante année de -30 ° C , ou à l'équateur où la température ambiante est de +30 ° C. Pour des raisons économiques , nous utilisons un réservoir d'azote qui est fourni avec une pression d'au moins 15 à 20 atm , mais donnera tout autre gaz utilisé les résultats .
L'azote sous pression provenant du réservoir d'entrer le chemin d'admission qui est laissé libre dans la chambre gauche du piston ( Fig. 12) et en ce que le piston a la possibilité Tomov , les Gass pression va forcer le piston pour aller vers la droite dans la Fig . 13 .

Figure 12

Figure 13

Lorsque le piston atteint vers le chemin droit au maximum , la vanne D se déplace vers la gauche et a bloqué l'entrée de la gauche de la salle de vapeur à piston et la pression du gaz de dégagement dans la chambre à droite du piston comme illustré sur la figure . 14.

Figure 14
En même temps, la gauche de la chambre de piston peut communiquer avec l'atmosphère à travers le tuyau d'échappement . De cette manière, il existe un équilibre de pression avec le retrait de la pression du gaz en excès dans la chambre de gauche du piston .
Le gaz sous pression pénètre dans la chambre à droite du moteur et force le piston à se déplacer vers la gauche comme illustré sur la figure . 15.

Figure 15
La vanne D déplacer vers la droite et le cycle recommence CAN ( figure 16).

Figure 16
Comme on peut le constater, il n'y a aucune différence dans le fonctionnement d'un moteur à vapeur Lorsque cela est fourni avec un gaz sous pression à des températures normales ou avec une vapeur à haute température . Si structurelles Quelques ajustements sont faits , il peut être un rendement plus élevé obtenu dans le cas du gaz sous pression à la température normale de la vapeur sous pression ALORS . Bien que l'expérience est rudimentaire et les IST commune sur les conséquences actuelles concepts thermodynamiques sont dramatiques . À ce jour, les principes de la thermodynamique a exclu par cette simple expérience .
Comme on peut le voir travailler les moteurs sont basées sur le gradient de pression et pas sur gradient de température.
La formulation donnée par Planck pour le second principe II : il est impossible d'obtenir un travail mécanique cyclique monotherme à travers le processus est un non-sens. Sans avoir besoin de deux sources thermiques peuvent travailler moteur année pour des temps indéfinis année et fournir un travail assez mécanique. Cela ne veut pas dire que compresion et l'expansion des gaz dans le moteur , c'est comme prendre Même sans chauffage ou de refroidissement en cas de gaz sous pression alimentant le moteur .
 Dans la théorie proposée , l' , moteur à combustion présente " travaille basée sur gradient de pression générée dans le moteur . Le gradient de température secondaire de la manière indirecte peut augmenter gradient presure dans le moteur.