කානෝ චක්‍රය
කානෝ චක්‍රය යනු තාපගතික චක්‍රයකි. මෙය නිකොලස් ලෙනාඩ් සාඩි කානෝ (Nicolas Leonard Sadi Carnot) විසින් වර්ෂ 1824 දී හඳුන්වාදෙන ලදි. බර්නුවා පෝල් ඒමිල් ක්ලැපේහොන් (Benoit paul Emile Clapeyron) විසින් එක්දහස් අටසිය තිස් ගණන් හා හතලිස් ගණන් වලදී එය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරනු ලැබීය. කානෝ තාප එන්ජිම යන කල්පිත ආකෘතිය මත පදනම් වූවකි.
සෑම තාපගතික පද්ධතියක්ම කිසියම් අවස්ථාවක පවතී. තාපගතික චක්‍රය ලෙස හැඳින්වෙන්නේ පද්ධතිය මෙම මුලාරම්භක අවස්ථාවේ සිට විවිධ අවස්ථාවන් හරහා අවසානයේ දී නැවත මුලාරම්භක අවස්ථාවට රැගෙන ඒමේ දී ය. මෙම ක්‍රියාවලියේ දී පද්ධතිය අවට පරිසරය මත යම්කිසි කාර්යයක් කරමින් තාප එන්ජිමක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි ය.
තාප එන්ජිමක් අවකාශයේ ඇති උණුසුම් කලාපයක සිට සිසිල් කලාපයකට ශක්තිය ලබාදේ. එම ක්‍රියාවලියේදී එම ශක්තියෙන් කොටසක් යාන්ත්‍රිය කාර්යය බවට පරිවර්තනය කරයි. එමෙන්ම මෙම ක්‍රියාවලිය අනෙක් අතට සිදුකරමින් චක්‍රය ප්‍රතිවර්ත කළ හැක. පද්ධතියට බාහිර බලයක් යොදා ඇති අවස්ථවක දී මෙම ක්‍රියාවලිය හරහා සිසිල් පද්ධතියක සිට උණුසුම් පද්ධතියකට තාප ශක්තිය මාරු කළ හැක. එවිට පද්ධතිය තාප එන්ජිමක් නොව, තාප පොම්පයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.
කානෝ චක්‍රය, යම්කිසි තාප ශක්ති ප්‍රමාණයක් කාර්යයක් බවට පත්කිරීමට හෝ යම්කිසි කාර්යය ප්‍රමාණයක් භාවිත කරමින් සිසිල් කිරීමේ කටයුතු කිරීමට ද, දැනට පවතින කාර්යක්ෂම බවින් ඉහළම චක්‍රය වේ.
කානෝ චක්‍රය තාප එන්ජිමක් ලෙස ක්‍රියාකිරීමේ දී එය පහත පියවර වලින් සමන්විත වේ.
1. ඉහළ උෂ්ණත්වයක දී (TH) වායුවේ සිදුවන ප්‍රතිවර්ත්‍ය සමෝෂ්ණ ප්‍රසාරණය (සමෝෂ්ණ, තාපය එකතු වීම)
මෙම පියවරේදී (1 රූප සටහනේ A සිට B දක්වා) ප්‍රසාරණය වන වායුව හේතුවෙන් පිස්ටනය මඟින් අවට පරිසරය මත කාර්යයක් සිදුකරයි.
මෙහිදී වායුවේ ප්‍රසාරණය සිදුවන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්වයේ ඇති නිධියෙන් අවශෝෂණය කරගන්නා තාපය මඟිනි.
2. වායුවේ සමඑන්ට්‍රොපික (ප්‍රතිවර්ත්‍ය ස්ථිරතාපී) ප්‍රසාරණය මෙම පියවරේදී (1 රූපසටහනේ B සිට C දක්වා ) පිස්ටනය සහ සිලින්ඩරය තාප පරිවරණය කර ඇතැයි උපකල්පනය කරන අතර, එබැවින් තාප අව‍ශෝෂණයක් හෝ හානියක් සිදු නොවේ යැයි සැලකේ. අවට පරිසරය මත කාර්යයක් සිදුකරමින් වායුව දිගටම ප්‍රසාරණය වේ. මෙම වායු ප්‍රසාරණය හේතුවෙන් පද්ධතියෙහි උෂ්ණත්වය, පහළ උෂ්ණත්වය (Tc) අඩු වේ.
3. ප්‍රතිවර්ත්‍ය සමෝෂ්ණ, පහළ උෂ්ණත්වයේ (Tc) ඇති වායුවේ සම්පීඩනය (සමෝෂ්ණ තාප ඉවත් වීම) (1 රූප සටහනේ C සිට D දක්වා) මෙහිදී අවට පරිසරය මඟින් වායුව මත කාර්යය කරනු ලබන අතර, එබැවින් තාපය වායුවේ සිට පහළ උෂ්ණත්වයේ ඇති පෙදෙසට (තාප නිධියට) ගලා ගෙන යයි.
4. වායුවේ සමඑන්ට්‍රොපික සම්පීඩනය (1 රූපසටහනේ A සිට D දක්වා) මෙහිදී නැවතත් පිස්ටනය හා සිලින්ඩරය තාප පරිවරණය කර ඇති බවට උපකල්පනය කෙරේ. මෙම පියවරේදී අවට පරිසරය වායුව මත කාර්යයක් කරන අතර, එය සම්පීඩනය කරමින් උෂ්ණත්වය (TH) දක්වා ඉහළ නන්වයි. මෙහිදී වායුව පළමු පියවරේ ඇති අවස්ථාවටම පත් වේ.