Карно цикл

КАРНО ЦИКЛ, обратимый круговой термодинамический цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических процессов. Впервые рассмотрен Н. Л. С. Карно в 1824 году как идеальный рабочий цикл теплового двигателя, совершающего работу за счёт теплоты, подводимой к рабочему телу в изотермическом процессе.

Графически в координатах р - V (давление - объём) Карно цикл для идеального газа изображён на рисунке. Рабочее тело приводят в тепловой контакт с нагревателем (с абсолютной температурой Т₁), от которого оно получает количество теплоты δQ₁ при этом оно изотермически расширяется, совершая работу (кривая AB). Адиабатически расширяясь (кривая ВС), рабочее тело охлаждается до температуры Т₂. Затем рабочее тело приводят в тепловой контакт с холодильником (с температурой Т₂<Т₁) и изотермически сжимают, при этом оно отдаёт холодильнику количество теплоты δQ₂ (кривая CD). Завершает Карно цикл адиабатическое сжатие рабочего тела (кривая DA), возвращающее его в исходное термодинамическое состояние. Поскольку внутренняя энергия рабочего тела не изменяется, произведённая работа соответствует разности δQ₁-δQ₂. Эта работа численно равна площади фигуры ABCD, ограниченной кривыми изотерм и адиабат, изображающих Карно цикл на диаграмме состояния. Превращение теплоты в работу сопровождается переносом определённого количества теплоты от нагревателя к холодильнику.

Карно цикл обратим, и его можно осуществлять в обратной последовательности (так называемый обратный Карно цикл). При этом часть теплоты передаётся от холодильника к нагревателю за счёт совершаемой в цикле работы.

Карно цикл имеет максимальный кпд среди всех возможных термодинамических циклов, осуществляемых в одном и том же интервале температур Т₁ - Т₂ (смотри Карно теорема в термодинамике).