«Карно цикл»

обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатных процессов. Впервые рассмотрен французским учёным Н. Л. С. Карно (1824) как идеальный рабочий цикл теплового двигателя. Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом двигателя определённого количества теплоты от более нагретого тела (нагревателя) к менее нагретому (холодильнику).

К. ц. осуществляется следующим образом: рабочее тело (например, пар в цилиндре под поршнем) при температуре T₁ приводится в соприкосновение с нагревателем, имеющим постоянную температуру T₁, и изотермически получает от него количество теплоты δQ₁ (при этом пар расширяется и совершает работу). На рис. 1 этот процесс изображен отрезком изотермы AB.Затем рабочее тело, расширяясь адиабатически (по адиабате BC), охлаждается до температуры T₂. При этой температуре, сжимаясь изотермически (отрезок CD), рабочее тело отдаёт количество теплоты δQ₂ холодильнику с температурой T₂. Завершается К. ц. адиабатным процессом (DA на рис. 1), возвращающим рабочее тело в исходное термодинамическое состояние. При постоянной разности температур (T₁ — T₂) между нагревателем и холодильником рабочее тело совершает за один К. ц. работу

Эта работа численно равна площади ABCD (рис. 1), ограниченной отрезками изотерм и адиабат, образующих К. ц.

К. ц. обратим, и его можно осуществить в обратной последовательности (в направлении ADCBA). При этом количество теплоты δQ₂ отбирается у холодильника и вместе с затраченной работой δА (превращенной в теплоту) передаётся нагревателю. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина.

К. ц. имеет наивысший кпд η =δA/δQ₁ = (T₁ — T₂)/T₁ среди всех возможных циклов, осуществляемых в одном и том же температурном интервале (T₁ — T₂). 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 Р. Клаузиуса и У. Томсона (Кельвина) второго начала термодинамики (См. Второе начало термодинамики), К. ц. был использован для определения абсолютной термодинамической шкалы температур (см. Температурные шкалы), К. ц. часто использовался также для вывода различных термодинамических соотношений (например, Клапейрона — Клаузиуса уравнения (См. Клапейрона - Клаузиуса уравнение)).

Лит.: Ферми Э., Термодинамика, пер. с англ., Хар.. 1969; Путилов К. А., Термодинамика, М., 1971.

Рис. 1. Цикл Карно на диаграмме р — V (давление — объём). δQ₁ — количество теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя, δQ₂ — количество теплоты, отдаваемой им холодильнику. Площадь ABCD численно равна работе цикла Карно.

Рис. 2. Схема работы идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно: 1. От нагревателя Н поступает теплота δQ₁, газ под поршнем изотермически расширяется (по линии AB, рис. 1). 2. Газ изолирован от нагревателя и холодильника и адиабатически расширяется (по линии BC). 3. Газ изотермически (при Т = Т₂) сжимается (по линии CD) и отдаёт теплоту δQ₂ холодильнику X. 4. Газ изолирован и адиабатически сжимается (по линии DA).

КАРНО ЦИКЛ - обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов; впервые рассмотрен Н. Л. С. Карно (1824) в связи с определением кпд тепловых машин. Кпд Карно цикла ? не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т. п.) и определяется температурами теплоотдатчика Т1 и теплоприемника Т2, ? = (Т1-Т2)/Т1. Кпд любой тепловой машины не может быть больше кпд Карно цикла (при тех же Т1 и Т2).

КАРНО ЦИКЛ

обратимый круговой процесс, в к-ром совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермич. и двух адиабатич. процессов, осуществляемых с рабочим телом (напр., паром). Впервые рассмотрен франц. физиком Н. Л. С. Карно (1824) как идеальный рабочий цикл теплового двигателя, совершающего работу за счёт теплоты, подводимой к рабочему телу в изотермич. процессе. Рабочее тело последовательно находится в тепловом контакте с двумя тепловыми резервуарами (имеющими постоянные темп-ры) — нагревателем (с темп-рой TI) и холодильником (с T2

Цикл Карно на диаграмме р — V (давление — объём). dQ1 — кол-во теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя, dQ2—кол-во теплоты, отдаваемой им холодильнику. Площадь, ограниченная изотермами и адиабатами, численно равна работе цикла Карно.

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 dQ1 (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 dQ2 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

dA=ddQ1-dQ2=((T1-T2)/T1)dQ1.

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 dQ2 отбирается у холодильника и передаётся нагревателю за счёт затраченной работы dА. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина. К. ц. имеет наивысший кпд h=d/dQ1=(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., (см. КЛАПЕЙРОНА — КЛАУЗИУСА УРАВНЕНИЕ)).

Карно́ ци́кл

обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических процессов; впервые рассмотрен Н. Л. С. Карно (1824) в связи с определением кпд тепловых машин. Кпд Карно цикла η не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т. п.) и определяется температурами теплоотдатчика T₁ и теплоприёмника Т₂, η = (T₁ - Т₂)/Т₁. Кпд любой тепловой машины не может быть больше кпд Карно цикла (при тех же T₁ и Т₂).

* * *

КАРНО́ ЦИКЛ, обратимый круговой процесс(см. КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС), состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов; впервые рассмотрен Н. Л. С. Карно (1824) в связи с определением кпд тепловых машин. Кпд Карно цикла n не зависит от свойств рабочего тела (пара, газа и т. п.) и определяется температурами теплоотдатчика Т₁ и теплоприемника Т₂, n = (Т₁-Т₂)/Т₁. Кпд любой тепловой машины не может быть больше кпд Карно цикла (при тех же Т₁ и Т₂).

[по имени франц. физика Н. Л. С. Карно (N. L. S. Carnot; 1796 - 1832)] - обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических процессов и двух адиабатных процессов. На рис. изображён К. ц., совершаемый идеальным газом (р - давление газа, V - его объём). В процессе 1 - 1' изотермич. расширения при термодинамической температуре Т₁ газу сообщается теплота (Q₁ > 0), а в процессе 2 - 2' изотермич. сжатия при термодинамич. темп-ре T₂<T₁от газа отводится теплота (Q₂<0). Термический кпд n_t К. ц. не зависит от природы рабочего тела (теорема Карно): n_t=1-T₂/T₁. К. ц. позволяет определить теоретически возможное Макс. значение термин, кпд теплового двигателя. Термич. кпд n_t' любого обратимого цикла не может превосходить термич. кпд К. ц. с темп-рами T₁ = T_max и Т₂ = T_max, где Т_max и T_min - наибольшая и наименьшая термодинамич. темп-ры рабочего тела в рассматриваемом обратимом цикле: n_t' < 1 - T_min/T_max.

Карно цикл

КАРНО ЦИКЛ — обратимый круговой процесс, представляющий идеальный рабочий цикл тепловой машины. К. ц. состоит из

четырех частей: 1) изотермического расширения (см. изотермический процесс); 2) адиабатического расширения (см. адиабатный процесс), при котором происходит охлаждение; 3) изотермического сжатия при температуре, достигнутой в конце адиабатического расширения; 4) адиабатического сжатия до исходных объёма, давления и температуры. КПД цикла Карно —

наибольший из всех возможных для тепловых машин. Площадь, ограниченная изотермами и адиабатами, численно равна работе, совершаемой в К. ц.