[2063] Carnot Cycle

Title Text:The Carnot cycle is more properly known by its full title, the “Carnot-Tolkien-Wagner Ring Cycle.”

Origin:https://xkcd.com/2063/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2063:_Carnot_Cycle

这个漫画显示了压力 – 体积图,在这种情况下用于卡诺循环,理论热力学循环,涵盖了大多数热力学类别,看起来非常像绘制的图形。 (次优)卡诺循环的最常见的例子是用于冰箱的蒸汽压缩循环。然而在这种情况下,Randall已经用新的标签替换了真实卡诺循环的4个阶段的标签。

首先开发压力 – 压力图以了解蒸汽发动机的效率并绘制压力P相对于特定过程的体积V的变化。该过程形成一个循环,所涉及的能量可以通过图表上曲线下面积来估算。卡诺循环描述了这种发动机在将热量转换为工作期间可以实现的理想效率,或者反之亦然,如在制冷系统中。真正的步骤被称为(简称):

等温膨胀(由热量引起的外力导致体积增加,但第一个地方的压力也略有下降。)

等熵膨胀(气体体积几乎保持不变,而压力急剧下降,外部热量现在不存在。)

等温压缩(不涉及外力,气体体积减少,导致最后一步:)

等熵压缩(现在气体体积坍塌,增加了可用于工程的压力。)

等温过程是系统的变化,其中温度保持恒定,但在该图中,体积增加(膨胀)或减小(压缩)。术语等熵描述无损过程,其中没有物质或能量转移,这里增加的体积仅导致压力进一步降低;它也被称为绝热过程。

前缀iso-来源于古希腊词铆sos,它转化为相等并在现代科学中广泛使用,如此处表示在相同温度下的过程( – 热),图中未显示。前缀是 – 术语熵仅用于热力学。

在漫画中,循环还有两个阶段的扩展,接着是两个阶段的收缩(或“衰退”),但步骤一到三的名称被替换为以前缀“iso-”开头的其他词,意思相同或相同而且保持不变的因素是荒谬的。

本漫画中的每一步都解释如下:

1.等距扩展。加热时,由于体积增大,气体变大

等距(字面上“相等尺寸”)可以指在所有维度上对称的属性或过程(即气体径向膨胀)或一种热力学过程,其中体积保持不变但温度可自由变化,确切与真正的卡诺循环中的第一步相反。此外,漫画文本使用循环参数(由于音量增加而变大)。

在数学中,等距映射(度量空间之间)是保持所有距离完整的地图。如果我们在整个周期中以相同的方式测量距离,那么等长扩展(或者就此而言,等长压缩)实际上不是扩展(或压缩)。

2.等渗膨胀。由于暗能量,气体进一步膨胀,而乳脂百分比保持不变。

Isotonic是一种通常与运动饮料(而非热力学)相关的描述符,其含有与人体相似的盐和糖浓度。暗能量被假设为宇宙膨胀的原因,这显然与热力学无关。牛奶的密度取决于乳脂和固体 – 非脂肪,包括乳糖。强化牛奶增加固体 – 非脂肪但乳脂的百分比相同,导致热量增加和密度增加。因此,牛奶的强化导致卡路里增加,可能被称为暗能量和收缩,因为1千克牛奶需要更少的空间。但是,这种解释与漫画中提出的扩展不符。

3.异丙基压缩。虽然通胀保持不变,但由于利率收紧,天然气合约。

异丙醇通常用于清洁。通货膨胀和收缩可能指的是天然气量的变化,但对利率的提及使它们处于宏观经济的背景下。提高(“收紧”)利率往往会降低通货膨胀和/或“收缩”经济。高利率是Juglar周期第三阶段(衰退)的一个特征。在经济学(和其他科学)中,为了更好地理解模型参数关系,一些参数在理论上可以保持不变。这可以参考Fisher方程。保持一个参数常数也在卡诺循环中进行(对于物理参数):不仅在理论上而且在实践中! (在自由市场经济中,通胀不能直接保持不变)。但通货膨胀也可能是指上面等渗扩张部分提到的暗能量。宇宙学中的通货膨胀是早期宇宙中空间指数膨胀的理论,这种作用与“加速宇宙”有关,并且2011年诺贝尔物理学奖获得了这一发现。国家地理博客文章2011年诺贝尔物理学奖 – 加速宇宙解释说“……今天,受通货膨胀影响的大多数物理学家会称之为暗能量。”

4.衰落。天然气减少并进入西方,同时保留了Galadriel,完成了循环。

Galadriel是“指环王”中的角色。她是领先的精灵之一,在这本书的时代据说在中土世界的数量和重要性逐渐减少,并向西迁移到Valinor。 Galadriel是最后一个离开的精灵之一,在成功抵制诱惑夺取One Ring之后成为一个统治中土世界的全能女王,而不是说“我会减少,进入西方,并保持Galadriel。”标题可能是爱德华长臂猿的18世纪杰作“罗马帝国衰落和衰落的历史”,或者是Evelyn Waugh的小说“衰落与衰落”(这本身就是长臂猿的书)。该阶段存在于循环中,因为在实际循环中,在该阶段,气体的体积在没有热交换的情况下减少。这是气体具有其原始变量值的最后阶段,从而完成循环。

标题文字指Richard Wagner和J.R.R Tolkien。瓦格纳的戒指周期由四部歌剧组成。托尔金写了“指环王”,有些人认为这是受到瓦格纳之戒的启发。他们的作品被称为文学周期。

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Categories