[기계 열역학]카르노(Carnot) 사이클(Cycle)의 효율 분석

소개

카르노 사이클이 어떠한 이론적 배경에 의해서 일반 사이클 보다 효율이 좋은지에 대해서 설명과 함께 증명을 하였다.

목차

도입
1. 카르노 사이클의 구성
2. 등온과정에서의 열량과 단열과정에서의 P, V, T 관계
3. 카르노 사이클의 열효율
4. 최고효율의 카르노 기관 증명
5. 동작물질에 관계없는 카르노사이클의 증명
6. 결론
## 참고 문헌 및 참고 사이트

본문내용

1824년 프랑스의 카르노(Sadi Carnot)는 이상적인 열기관의 효율은동작유체에 상관없이 고온열원과 저온열원과의 온도에 의해서만 결정된다는 사실을 발견하였다. 또한 동일한 고열원과 저열원 사이에 작동하는 열기관중 최고의 효율을 갖는 이상적인 사이클은 2개의 등온과정과 2개의 단열과정을 가진 사이클이라는 것을 제창하였는데 이 사이클을 바로 카르노사이클이라고 한다. 그러나 실제적으로 카르노사이클은 실현 불가능한 이론상의 사이클이다.

하지만 카르노사이클은 이론상으로는 가능하며 각종 사이클을 고찰하는 경우에 이론상 기본이 되는 중요한 사이클이므로 지금부터 우리는 이론상으로 어떻게 카르노사이클이 최고의 효율을 가지며 또한 어떻게 카르노사이클이 동작유체에 상관없이 같은 효율을 낼 수 있는지에 대해서 알아보도록 하자.

1 카르노(Carnot)사이클의 구성(構成)
① 과정1→2 : 등온팽창(reversible isothermal expansion)
⇒ 열량Q1의흡수

② 과정2→3 : 단열팽창(reversible adiabatic expansion)

③ 과정3→4 : 등온압축(reversible isothermal compression)
⇒열량Q2의배출

④ 과정4→1 : 단열압축(reversible adiabatic compression)

2등온과정에서의열량과단열과정에서의P, V, T관계

（１） 등온과정에서의열량（Q)

열역학제１법칙에의해서
Q = U(내부에너지）＋W(Pdv)＝ Cv(정적비열）dT＋ ∮Pdv＝ ∮RT/V*dv
⇒등온과정에서는온도의변화가없으므로내부에너지가０이된다．

Q = RT∮dv/v ＝ RT*ln(V２/V１) ＝ RT*ln(P１/P２)
⇒ 등온과정에서의P, V, T관계에서P1*V1 = P2*V2 이므로V2/V1 = P1/P2 이다．

참고자료

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· 법한서적（주）　－　Halliday, Aesnich, Walker 공저　：　일반물리학
· 맥그로힐코리아　－　김덕줄　외　５인공역　：　열역학
· 동명사　－　이창식，김우승　공저　：　공업열역학
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· 　　　http://www.chosun.ac.kr/~ygoh/lecture/제4장 강의록.hwp
· 　　　http://pjs310.hihome.com/%B0%FA%C7%D0%C0%DA/%C4%AB%B8%A3%B3%EB.htm
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· 　　　http://phys.kookmin.ac.kr/~cho/mat/entropy/chapter4.ppt