Цикл и теоремы Карно.

Циклом Карно называется круговой цикл, состоящий из 2-х изотермических и из 2-х адиабатных процессов. Обратимый цикл Карно в p,υ- и T,s- диаграммах показан на рис. 3.1.

На рисунке 3.1 показаны следующие процессы:

1-2 – обратимое адиабатное расширение при s₁=сonst, температура уменьшается от Т₁до Т₂;

2-3 – изотермическое сжатие, отвод теплоты q₂ к холодному источнику от рабочего тела;

3-4 – обратимое адиабатное сжатие при s₂=сonst, температура повышается от Т₃ до Т₄;

4-1 – изотермическое расширение, подвод теплоты q₁ от горячего источника к рабочему телу. Основной характеристикой любого цикла является термический коэффициент полезного действия (т.к.п.д.):

h_t = L_ц / Q_ц , (1.8)

или

h_t = (Q₁ – Q₂) / Q₁ .

Для обратимого цикла Карно т.к.п.д. определяется по формуле:

h_tк = (Т₁ – Т₂) / Т₁ . (1.9)

Отсюда следует 1-я теорема Карно:
"Термический к.п.д. обратимого цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела и определяется только температурами источников".

Из сравнения произвольного обратимого цикла и цикла Карно вытекает 2-я теорема Карно: "Обратимый цикл Карно является наивогоднейшим циклом в заданном интервале температур." Т.е. т.к.п.д. цикла Карно всегда больше т.к.п.д. произвольного цикла:

 

h_tк > h_t . (1.10)