Физический энциклопедический словарь - карно цикл

Цикл Карно на диаграмме р — V (давление — объём). Q1 — кол-во теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя, Q2—кол-во теплоты, отдаваемой им холодильнику. Площадь, ограниченная изотермами и адиабатами, численно равна работе цикла Карно.

(с T2<t1) . Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом определ. кол-ва теплоты от нагревателя к холодильнику. К. ц. осуществляется след. образом (рис.): рабочее тело (напр., пар в цилиндре под поршнем) при темп-ре Т1 приводится в соприкосновение с нагревателем и изотермически получает от него кол-во теплоты Q1 (при этом пар расширяется и совершает работу). На рисунке этот процесс изображён отрезком изотермы АВ. Затем рабочее тело, расширяясь адиабатически (по адиабате ВС}, охлаждается до темп-ры T2 и приводится в тепловой контакт с холодильником. При этой темп-ре, сжимаясь изотермически (отрезок CD), рабочее тело отдаёт кол-во теплоты Q2 холодильнику. Завершается К. ц. адиабатным процессом (отрезок DA), возвращающим рабочее тело в исходное термодинамич. состояние. При пост. разности темп-р (T1-T2) между нагревателем и холодильником рабочее тело совершает за один К. ц. работу

A=Q1-Q2=((T1-T2)/T1)Q1. Эта работа численно равна площади АВCD, ограниченной отрезками изотерм и адиабат, образующих К. ц.

К. ц. обратим и его можно осуществить в обратной последовательности (в направлении ADCBA). При этом кол-во теплоты Q2 отбирается у холодильника и передаётся нагревателю за счёт затраченной работы А. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина. К. ц. имеет наивысший кпд =/Q1=(T1-T2)/Т1 среди всех возможных циклов, осуществляемых в одном и том же температурном интервале (Т1 -Т2) (см. Карно теорема). В этом смысле кпд К. ц. служит мерой эффективности др. рабочих циклов.

Исторически К. ц. сыграл важную роль в развитии термодинамики и теплотехники. С его помощью была доказана эквивалентность формулировок К. Клаузиуса и У. Томсона (Кельвина) второго начала термодинамики; К. ц. был применён для определения абс. термодинамич. шкалы темп-р (см. Температурные шкалы); часто использовался для вывода разл. термодинамич. соотношений (напр., Клапейрона — Клаузиуса уравнение).

• Ф е р м и Э., Термодинамика, пер. с англ., Хар., 1969; К р и ч е в с к и й И. Р., Понятия и основы термодинамики, М., 1962; Зоммерфельд А., Термодинамика и статистическая физика, пер. с нем., М., 1955.