Цикл Карно

physics

---

Цикл Карно

Цикл Карно - это квазистатический процесс, в котором систему можно приводить в тепловой контакт с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные температуры $T_1$ и $T_2$. Тепловой резервуар с более высокой температурой $T_1$ называется нагревателем, а с более низкой температурой $T_2$ - холодильником.

Цикл Карно заключается в следующем.

1. Сначала система, имея температуру $T_1$, приводится в тепловой контакт с нагревателем. Затем, бесконечно медленно уменьшая внешнее давление, ее заставляют квазистатически расширяться по изотерме 12.

2. После этого систему адиабатически¹ изолируют и заставляют её квазистатически расширяться по адиабате 23, пока ее температура не достигнет температуры холодильника $T_2$.

3. В состоянии 3 систему приводят в тепловой контакт с холодильником и непрерывным увеличением давления изотермически сжимают его до некоторого состояния 4 (холодильник нужен для того, чтобы удержать температуру системы на прежнем уровне - без холодильника система начала бы нагреваться)

4. Состояние 4 выбирается так, чтобы можно было квазистатическим процессом путем воздействия внешних сил вернуть систему в исходное состояние 1.

Геометрически на $p-V$ диаграмме цикл Карно - замкнутая кривая, площадь внутри которой равна работе за цикл

Машина Карно - машина, работающая по циклу Карно

С циклом Карно связана теорема Карно

Бывает ещё холодильная машина Карно

Footnotes

1. Без теплообмена с окружающей средой ↩