カルノーサイクル

熱力学の第二法則は、熱機関が100%の効率を持つことはできないと述べています。理論上の効率を最大限に引き出すために、サディ・カルノーは仮想の熱機関を開発しました。

すべての不可逆的なプロセスでは仕事が熱として失われるため、熱機関の効率を最大化するには、すべての不可逆的なプロセスを回避する必要があります。

しかし、有限の温度降下による熱流は不可逆的なプロセスです。したがって、エンジンと高温および低温のリザーバーとの間の熱交換は等温でなければなりません。さらに、その温度が変化すると、断熱的に変化する必要があります。

カルノーサイクルでは、作動流体は理想気体であると仮定されます。まず、温度T-hで熱貯留層と熱接触すると等温膨張を起こし、熱Q-hを吸収します。

その後、流体は断熱的に膨張し、その温度はコールドリザーバーT-cの温度まで下がります。

次に、温度T-cでコールドリザーバーと接触させ、等温的に圧縮して、熱Q-cを拒否します。

最後に、ガスは断熱的に圧縮され、温度T-hで初期状態に達するため、サイクルが完了します。