Cykl Carnota

Druga zasada termodynamiki mówi, że żaden silnik cieplny nie może mieć 100% sprawności. Aby uzyskać maksymalną teoretyczną wydajność, Sadi Carnot opracował hipotetyczny silnik cieplny.

Ponieważ praca jest tracona w postaci ciepła we wszystkich nieodwracalnych procesach, maksymalizacja wydajności silnika cieplnego oznacza unikanie wszystkich nieodwracalnych procesów.

Jednak przepływ ciepła przez skończony spadek temperatury jest procesem nieodwracalnym. W związku z tym wymiana ciepła między silnikiem a gorącymi i zimnymi zbiornikami musi być izotermiczna. Co więcej, gdy zmienia się jego temperatura, musi zmieniać się diadiabatycznie.

W cyklu Carnota przyjmuje się, że płyn roboczy jest gazem doskonałym. Po pierwsze, ulega rozszerzalności izotermicznej w kontakcie termicznym ze zbiornikiem ciepła w temperaturze T-h i pochłania ciepło Q-h.

Płyn następnie rozszerza się adiabatycznie, a jego temperatura spada do temperatury zimnego zbiornika, T-c.

Następnie umieszcza się go w kontakcie z zimnym zbiornikiem w temperaturze T-c i spręża izotermicznie, odrzucając ciepło Q-c.

Na koniec gaz jest termicznie izolowany i sprężany adiabatycznie, aby osiągnąć stan początkowy w temperaturze T-h, kończąc w ten sposób cykl.