Цикл Карно

Второй закон термодинамики гласит, что ни один тепловой двигатель не может иметь 100% КПД. Чтобы получить максимальную теоретическую эффективность, Сади Карно разработал гипотетический тепловой двигатель.

Поскольку во всех необратимых процессах работа теряется в виде тепла, максимизация эффективности теплового двигателя означает предотвращение всех необратимых процессов.

Однако тепловой поток при конечном перепаде температур является необратимым процессом. Следовательно, теплообмен между двигателем и горячим и холодным резервуарами должен быть изотермическим. Более того, когда его температура меняется, она должна изменяться адиабатически.

В цикле Карно рабочим телом считается идеальный газ. Во-первых, он подвергается изотермическому расширению при тепловом контакте с тепловым резервуаром при температуре T-h и поглощает тепло Q-h.

Затем жидкость расширяется адиабатически, и ее температура падает до температуры холодного резервуара, T-c.

Далее его помещают в контакт с холодным резервуаром при температуре Т-с и сжимают изотермически, отводя тепло Q-с.

Наконец, газ термически изолируется и сжимается адиабатически, чтобы достичь своего начального состояния при температуре T-h, тем самым завершая цикл.