由两个定温过程和两个绝热过程(见
热力过程)所组成的可逆的
热力循环。卡诺循环是19世纪法国工程师S.卡诺提出的,因而得名。卡诺循环分正、逆两种。在压-容(
p-
V)图和温-熵(
T-
S)图中(见图),
ɑ-
b-
c-
d-
ɑ为正卡诺循环,
ɑ-
b为可逆定温吸热过程,
工质在温度
T1下从相同温度的高温热源吸入热量
Q1;
b-
c为可逆绝热过程,工质温度自
T1降为
T2;
c-
d为可逆定温放热过程,工质在温度
T2下向相同温度的低温热源排放热量
Q2;
d-
ɑ为可逆绝热过程,工质温度自
T2升高到
T1,完成一个可逆循环,对外作出净功
W。逆卡诺循环与上述正向循环反向,沿
ɑ-
d-
c-
b-
ɑ方向,因而
Q2是工质从低温热源吸入的热量(通称制冷量),
Q1是工质排放给高温热源的热量,
W是完成逆向循环所需的外界输入的净功。
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正卡诺循环的热经济指标用卡诺循环热效率
ηt表示
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逆卡诺循环的热经济指标用卡诺制冷系数
ε表示
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或用卡诺供暖系数
ε′表示
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根据
热力学第二定律,在相同的高、低温热源温度
T1与
T2之间工作的一切循环中,以卡诺循环的热效率为最高,称为卡诺定理。卡诺循环具有极为重要的理论和实际意义。虽然,完全按照卡诺循环工作的装置是难以实现的,但是卡诺循环却为提高各种循环热效率指明了方向和给出了极限值。