Значение КАРНО ЦИКЛ в Большой советской энциклопедии, БСЭ

КАРНО ЦИКЛ

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 d Q1 (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 d Q 2 холодильнику с температурой T2. Завершается К. ц. адиабатным процессом ( DA на рис. 1 ), возвращающим рабочее тело в исходное термодинамическое состояние. При постоянной разности температур ( T 1 - T 2) 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 d Q2 отбирается у холодильника и вместе с затраченной работой d А (превращенной в теплоту) передаётся нагревателю. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина.

К. ц. имеет наивысший кпд h d A/ d Q 1 ( T1 - T 2)/ T 1 среди всех возможных циклов, осуществляемых в одном и том же температурном интервале ( T 1 - 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 , 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 ).

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

Большая советская энциклопедия, БСЭ.