Cos'è ciclo di carnot?

Il ciclo di Carnot è un ciclo termodinamico ideale che descrive il funzionamento di una macchina termica reversibile, cioè una macchina che può eseguire sia il lavoro sia il trasferimento di calore in entrambe le direzioni tra la macchina e la sorgente di calore.

Il ciclo di Carnot è costituito da quattro processi reversibili: due processi di isoterma (il calore viene assorbito o ceduto a temperature costanti) e due processi di adiabatico (non c'è scambio di calore con l'ambiente esterno).

Il ciclo inizia con un processo di espansione isotermica, in cui il fluido viene riscaldato e assorbe calore dalla sorgente di calore ad alta temperatura. Successivamente, il fluido viene espanso adiabaticamente, cioè senza scambio di calore, e si raffredda.

Dopodiché, avviene un processo di compressione isotermica in cui il fluido cede calore alla sorgente di calore a bassa temperatura. Infine, il fluido viene compresso adiabaticamente fino a tornare alla condizione iniziale.

Il ciclo di Carnot è reversibile nella pratica solo in presenza di macchine con rendimento teorico del 100%. Tuttavia, è importante come punto di riferimento per confrontare l'efficienza di altre macchine termiche reali.

L'efficienza del ciclo di Carnot, che rappresenta il rapporto tra il lavoro prodotto e il calore assorbito, è data da:

η = 1 - (Tb/Ta)

Dove Tb è la temperatura della sorgente di calore a bassa temperatura e Ta è la temperatura della sorgente di calore ad alta temperatura. L'efficienza del ciclo di Carnot è la massima efficienza teoricamente possibile per qualsiasi ciclo termodinamico tra due temperature date.