Ringprotsess

Niisuguses protsessis ühtivad perioodiliselt süsteemi lõpp- ja algparameetrid (rõhk, temperatuur, ruumala, entroopia). Kõige tuntum on Carnot' ringprotsess.

Ringprotsessis toimub soojusallikate ja jahutajate vaheline soojusvahetus, mille tulemusena süsteem kas annab soojust ära või saab juurde. Vastavalt sellele on tegemist kas otse- või pöördringprotsessiga.

• Päripidises ehk otseringprotsessis muundub osa süsteemi antavast soojusest mehaaniliseks tööks. Niisugune ringprotsess toimub näiteks sisepõlemismootoris.
• Pöördringprotsessis tehakse tööd soojuse üleviimiseks külmast kehast soojemasse kehasse. Niiviisi toimub soojusvahetus külmutis ja soojuspumbas.

Ringprotsessi kulgu olekudiagrammil kujutab kinnine kõver. Protsessi parameetrite muutumist kujutatakse enamasti rõhu-ruumala teljestikus. Joonisel 1 toimub lõigul 1–2 isotermiline paisumine, lõigul 2–3 adiabaatiline paisumine, lõigul 3–4 isotermiline kokkusurumine ja lõigul 4–1 adiabaatiline kokkusurumine.

Kuna ringprotsessis kulgeb osa olekumuutusi adiabaatiliselt, s.t jääval entroopial, siis saab ringprotsessi kujutada ka temperatuuri-entroopia teljestikus. Otseringprotsessis (joonis 2) toimub tööaine paisumine lõigul A–B isotermiliselt (jääval temperatuuril) ja lõigul B–C adiabaatiliselt (süsteemi entroopia ei muutu). Järgneb kokkusurumine lõigul C–D isotermiliselt ja lõigul D–A adiabaatiliselt.

Carnot’ pöördringprotsess koosneb järgmistest etappidest (joonis 2):

• C–B adiabaatiline kokkusurumine;
• B–A isotermiline kokkusurumine (toimub soojuse ülekanne soojemale kehale);
• A–D adiabaatiline paisumine;
• D–C isotermiline paisumine (toimub soojuse ärajuhtimine külmemalt kehalt).

Peale Carnot' ringprotsessi on kirjeldatud ja kasutusel mitmeid muid termodünaamilisi tsükleid, näiteks

• Stirlingi tsükkel: isohooriline kokkusurumine, isotermiline paisumine, isohooriline paisumine, isotedrmiline kokkusurumine;
• Braytoni tsükkel: adiabaatiline kokkusurumine, isobaariline paisumine, adiabaatiline paisumine, isobaariline kokkutõmbumine;
• Dieseli tsükkel: adiabaatiline kokkusurumine, isobaariline paisumine, adiabaatiline paisumine, isohooriline kokkusurumine;
• Otto tsükkel: isentroopiline (jääval entroopial toimuv) kokkusurumine, ishooriline soojuse juurdeandmine, isentroopiline paisumine, isohooriline soojuse äraandmine.

• Carnot' ringprotsess