[align=center]بناء على طلبك الاستاذ رشوان في موضوع ما هو الانتروبي على الرابط التالي
http://hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=4203&page=2
بشرح فكرة عمل دورة كارنو ويسعدني ان البي طلبك عزيزي رشوان وهذا هو الموضوع.[/align]
[align=center][/align]
قبل الحديث عن دورة كارنو يجب أن نعلم إن هذه الدورة تمثل محرك ميكانيكي يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية ولكن هذا المحرك لا وجود له ولكن يمثل أهمية كبيرة لمصممي المحركات بمختلف أنواعها حيث يحدد هذا المحرك أهم العناصر الرئيسية لصناعة المحركات وهو الكفاءة. وبالطبع الكفاءة موضوع مهم جدا لانه من الطبيعي كلما تحسنت كفاءة المحرك كلما كان المردود اكبر فنحن نحتاج إلى الطاقة الميكانيكية لتحريك ونقل الأشياء، وهذا يتأتي على حساب الطاقة الحرارية التي نحصل عليها من حرق الفحم أو الوقود والأداة التي تقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية نسميها المحرك Engine.
أساسيات هامة
قبل أن نشرح فكرة دورة كارنو ونوضح ما سبق دعونا أعزائنا نلقي الضوء على فكرة عمل المحرك Engine بصفة عامة ولكي نقرب ما يقوم به المحرك نضرب مثالا على ذلك الشخص الذي يقود دراجة فبتحريك قديمه على البدالات مرة للأعلى ومرة للأسفل فان الدراجة سوف تندفع للأمام من خلال الأجزاء الميكانيكية التي عملت على نقل الحركة الدائرية إلى التروس ومن ثم إلى العجلات. المحرك في الحقيقة هو ذلك الشخص الذي يقود الدراجة ولكن ليس بقدميه بل باستخدام المكابس ولكي تتحرك هذه المكابس نحتاج إلى مادة تتمدد وتنكمش لتشكل ضغط على المكابس فتدفع الذراع المتصل بالمكبس ذهابا وإيابا لتحرك العجلة المتصلة بها وتنطلق المركبة أو القطار. وفي الحقيقة العلم الذي يهتم بالأجزاء الميكانيكية في نقل الحركة وجعلها أكثر نعومة وانسيابية هو علم الهندسة الميكانيكية أما العلم المختص بالجزء الداخلي للمكبس نفسه والعمليات التي تجري عليه هو علم الديناميكا الحرارية وهذا العلم يجمع الفيزيائيين والكيميائيين والمهندسين والحديث في هذا المجال يطول ولو نظرت إلى كل وسائل النقل من بدون استثناء لوجدت الديناميكا الحرارية هي وراء هذه التقنية.
[align=center][/align]
الصورة التالية توضح محرك قديم 1893 ومن زار متاحف لندن سوف يجد الكثير من هذه نماذج المحركات
[align=center][/align]
جميع أنواع الماكنات تعمل على نفس المبدأ فهناك يجب أن يكون في المحرك مادة تتغير درجة حرارتها وضغطها وحجمها في عدة مراحل ولكن في النهاية تعود إلى وضعها الابتدائي ولهذا نسمي هذا التغير بدورة المحرك لان المادة المستخدمة تتعرض إلى مجموعة من العمليات الحرارية ينتج عنها شغل (طاقة ميكانيكية) وتعود المادة إلى وضعها الابتدائي لتتكرر الدورة باستمرار ونحصل على شغل باستمرار.
والشكل التالي يوضح فكرة عمل المحرك حيث يوجد لدينا مستودع حراري عند درجة حرارة TH يزود المستودع الحراري المادة بكمية الحرارة اللازمة QH وينتج عن ذلك شغل W وتفقد المادة حرارة إلى المستودع الحراري البارد عند درجة حرارة TC
نطلق اسم مستودع حراري لان مهما اكتسب حرارة او فقد حرارة فان درجة حرارته لا تتغير مثل ماء البحر مهاما أضفنا له أو سحبنا منه لا يتغير مقدار الماء فيه.
[align=center][/align]
لذا يتم تعريف المحرك الحراري بأنه آلة تقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل من خلال قيام المادة بدورة كاملة تمتص فيها حرارة من المستودع الساخن وتفقد حرارة إلى المستودع البارد.
إذا الحرارة التي نصرفها للنظام هي QH وهي أما حرق بنزين أو فحم أو غيره والحرارة المفقودة التي يخسرها المحرك هي QC وهي حرارة مفقودة ويجب أن تفقد لنحصل على شغل W وهو الذي نريد أن نستفيد منه ويكون هذا الشغل مساويا للفرق بين كمية الحرارة المكتسبة والمفقودة أي
[align=center]W = QH - QC[/align]
وتعرف الكفاءة للمحرك على إنها حاصل قسمة الشغل الذي نحصل عليه على كمية الحرارة QH
[align=center][/align]
[align=center][/align]
والمحركات الحرارية تصنف في الأغلب إلى نوعين نوع يسمى ماكنات الاحتراق الداخلي وماكنات الاحتراق الخارجي ولكن في النهاية كل الأنواع التي تندرج تحت هذين الصنفين هي في الأساس تعتمد على الفكرة السابقة الذكر. وكل المحاولات التي جرت على تطوير المحركات كانت لتحسين كفاءة المحرك وزيادة الشغل الناتج عنه.
ونكمل الموضوع
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)