Kitaran Carnot vs Rankine
Kitaran Carnot dan kitaran Rankine ialah dua kitaran yang dibincangkan dalam termodinamik. Ini dibincangkan di bawah enjin haba. Enjin haba ialah peranti atau mekanisme yang digunakan untuk menukar haba kepada kerja. Kitaran Carnot adalah kitaran teori, yang memberikan kecekapan maksimum yang boleh diperolehi oleh enjin. Kitaran Rankine ialah kitaran praktikal, yang boleh digunakan untuk mengira enjin kehidupan sebenar. Adalah penting untuk mempunyai pemahaman yang betul dalam kedua-dua kitaran ini untuk cemerlang dalam termodinamik dan mana-mana bidang yang berkaitan dengannya. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan apakah kitaran Carnot dan kitaran Rankine, definisi mereka, aplikasinya, persamaan antara kitaran Carnot dan kitaran Rankine, dan akhirnya perbezaan antara kitaran Carnot dan kitaran Rankine.
Apakah itu Kitaran Carnot?
Kitaran Carnot ialah kitaran teori, yang menerangkan enjin haba. Sebelum menerangkan kitaran Carnot, beberapa istilah perlu ditakrifkan. Sumber haba ditakrifkan sebagai peranti suhu malar, yang akan memberikan haba yang tidak terhingga. Sinki haba ialah peranti suhu malar, yang akan menyerap jumlah haba yang tidak terhingga tanpa mengubah suhu. Enjin ialah peranti atau proses, yang menukarkan haba daripada sumber haba kepada berfungsi. Kitaran Carnot terdiri daripada empat langkah.
1. Pengembangan isoterma boleh balik gas – Enjin disambungkan secara terma dengan punca. Dalam langkah ini, gas yang mengembang menyerap haba daripada sumber dan berfungsi pada persekitaran. Suhu gas kekal malar.
2. Pengembangan gas adiabatik boleh balik – Sistem ini adalah adiabatik bermakna tiada pemindahan haba boleh dilakukan. Enjin dikeluarkan dari sumber dan terlindung. Dalam langkah ini, gas tidak menyerap sebarang haba dari sumbernya. Omboh terus melakukan kerja di sekeliling.
3. Mampatan isoterma boleh balik – Enjin diletakkan pada sinki dan disentuh secara haba. Gas dimampatkan supaya persekitaran melakukan kerja pada sistem.
4. Mampatan adiabatik boleh balik – Enjin dikeluarkan dari sinki dan ditebat. Sekitaran terus melakukan kerja pada sistem.
Dalam kitaran Carnot, jumlah kerja yang dilakukan diberikan oleh perbezaan antara kerja yang dilakukan pada persekitaran (langkah 1 dan 2) dan kerja yang dilakukan oleh persekitaran (langkah 3 dan 4). Kitaran Carnot adalah enjin haba yang paling cekap dalam teori. Kecekapan kitaran Carnot hanya bergantung pada suhu sumber dan sinki.
Apakah itu Kitaran Rankine?
Kitaran Rankine juga merupakan kitaran, yang menukar haba kepada kerja. Kitaran Rankine ialah kitaran yang boleh digunakan secara praktikal untuk sistem yang terdiri daripada turbin wap. Terdapat empat proses utama dalam kitaran Rankine
1. Kerja bendalir menjadi tekanan tinggi daripada tekanan rendah
2. Pemanasan cecair tekanan tinggi menjadi wap
3. Wap mengembang melalui turbin memutar turbin, dengan itu menjana kuasa
4. Wap disejukkan semula di dalam pemeluwap.
Apakah perbezaan antara Kitaran Carnot dan Kitaran Rankine?
• Kitaran carnot ialah kitaran teori manakala kitaran Rankine ialah kitaran praktikal.
• Kitaran Carnot memastikan kecekapan maksimum dalam keadaan ideal, tetapi kitaran Rankine memastikan operasi dalam keadaan sebenar.
• Kecekapan yang diperolehi oleh kitaran Rankine sentiasa lebih rendah daripada kitaran Carnot.
