Цикл Карно

В тепловых двигателях стремятся к полному превращению тепловой энергии в механическую. Французский инженер Карно (1824 г.) обнаружил, что наибольший эффект достигается при совершении идеальным газом цикла из четырёх последовательных термодинамических процессов.

1-2 – изотермическое расширение;

2-3 – адиабатическое расширение;

3-4 – изотермическое сжатие;

4-1 – адиабатическое сжатие.

Площадь 1-2-3-ось абсцисс – механическая работа, совершаемая газом при расширении.

Площадь 3-4-1-ось абсцисс – механическая работа, затраченная на сжатие газа.

Разность площадей – механическая работа, произведённая во время цикла.

Q_подвQ_отв

Ни один из обратимых циклов не может иметь термический КПД выше термического КПД цикла Карно, который теоретически может быть равен единицы при Т1=∞ или Т2=0 , что практически невозможно. Сравнение КПД цикла Карно и любого другого цикла дает возможность судить о степени

совершенства последнего.

Идеальные термодинамические циклы

Идеальный цикл:

• химический состав и количество газа неизменны.

• процессы сжатия и расширения осуществляются адиабатно;

• теплоёмкость рабочего тела не зависит от температуры;

Это замкнутый цикл в воображаемой тепловой машине.

Сгорание и газообмен заменяются процессами подвода и отвода тепла.