卡诺循环的原理

卡诺循环的原理(8 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。卡诺循环科技名词定义中文名称：卡诺循环英文名称：Carnot cycle定义：由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环。百科名片 卡诺循环 卡诺循环(Carnot cycle) 是由工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于 1824 年提出的，以分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤： 等温膨胀， 绝热膨胀，等温压缩，绝热压缩。即理想气体从状态 1（Ｐ 1，Ｖ 1，Ｔ 1）等温膨胀到状态 2（Ｐ 2，Ｖ 2，Ｔ 2），再从状态 2 绝热膨胀到状态 3（Ｐ 3，Ｖ 3，Ｔ3），此后，从状态 3 等温压缩到状态 4（Ｐ 4，Ｖ 4，Ｔ 4），最后从状态 4 绝热压缩回到状态 1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环成为卡诺循环。卡诺循环包括四个步骤：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩等温膨胀，在这个过程中系统从环境中吸收热量； 绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功； 等温压缩，在这个过程中系统向环境中放出热量； 绝热压缩，系统恢复原来状态，在这个过程中系统对环境作负功。卡诺循环可以想象为是工作与两个恒温热源之间的，其高温热源的温度为Ｔ 1，低温热源的温度为Ｔ 2。这一概念是 1824 年 N.L.S.在对热机的最大可能效 率问题作理论讨论时提出的。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量，没有散热、漏气、摩擦等损耗。为使过程是准静态过程，工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程，同样，向低温热源放热应是等温压缩过程。因限制只与两热源交换热量，脱离热源后只能是绝热过程。作卡诺循环的热机叫做[1]。 原理卡诺循环的效率 通过热力学相关定理我们可以得出，卡诺循环的效率 ηc＝1-Ｔ 2/Ｔ 1，由此可以看出， 卡诺循环卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关，假如高温热源的温度Ｔ 1愈高，低温热源的温度Ｔ 2愈低，则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得Ｔ 1→∞的高温热源或Ｔ 2=0K（-273℃）的低温热源，所以，卡诺循环的效率必定小于 1。 任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致 可以证明，以任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致；还可以证明，所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率，也就是说，假如高温热源和低温热源的温度确定之后，卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。因此，提高热机的效率，应努力提高高温热源的温...