卡諾循環(huán)(卡諾循環(huán)的溫熵圖T

什么是卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)(Carnot cycle) 是只有兩個熱源（一個高溫?zé)嵩礈囟萒1和一個低溫?zé)嵩礈囟萒2）的簡單循環(huán)。由于工作物質(zhì)只能與兩個熱源交換熱量，所以可逆的卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。

卡諾循環(huán)包括四個步驟： 等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。即理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫吸熱到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。

擴(kuò)展資料：

一、卡諾循環(huán)效率一致

可以證明，以任何工作物質(zhì)作卡諾循環(huán)，其效率都一致；還可以證明，所有實(shí)際循環(huán)的效率都低于同樣條件下卡諾循環(huán)的效率，也就是說，如果高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟却_定之后卡諾循環(huán)的效率是在它們之間工作的一切熱機(jī)的最高效率界限。

因此，提高熱機(jī)的效率，應(yīng)努力提高高溫?zé)嵩吹臏囟群徒档偷蜏責(zé)嵩吹臏囟龋蜏責(zé)嵩赐ǔＪ侵車h(huán)境，降低環(huán)境的溫度難度大、成本高，是不足取的辦法。現(xiàn)代熱電廠盡量提高水蒸氣的溫度，使用過熱蒸汽推動汽輪機(jī)，正是基于這個道理。

二、卡諾意義

卡諾的研究具有多方面的意義。他的工作為提高熱機(jī)效率指明了方向；他的結(jié)論已經(jīng)包含了熱力學(xué)第二定律的基本思想，只是熱質(zhì)觀念的阻礙，他未能完全探究到問題的最終答案。由于卡諾英年早逝，他的工作很快被人遺忘。

后來，由于法國工程師克拉珀瓏（B．P．E．Clapeyron，1799—1864）在1834 年的重新研究和發(fā)展，卡諾的理論才為人們所注意。

克拉珀瓏將卡諾循環(huán)在一種“壓（力）-容（積）圖”上表示出來，并證明卡諾熱機(jī)在一次循環(huán)中所做的功，其數(shù)值恰好等于循環(huán)曲線所圍的面積。克拉珀瓏的工作為卡諾理論的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。

參考資料來源：百度百科-卡諾循環(huán)

什么叫卡諾循環(huán)?

卡諾循環(huán)(Carnot cycle) 是只有兩個熱源（一個高溫?zé)嵩礈囟萒1和一個低溫?zé)嵩礈囟萒2）的簡單循環(huán)。由于工作物質(zhì)只能與兩個熱源交換熱量，所以可逆的卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。

卡諾循環(huán)是由法國工程師尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾于1824年提出的，以分析熱機(jī)的工作過程，卡諾循環(huán)包括四個步驟： 等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。

即理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫吸熱到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)稱為卡諾循環(huán)。

卡諾循環(huán)包括四個步驟：等溫吸熱，在這個過程中系統(tǒng)從高溫?zé)嵩粗形諢崃浚?絕熱膨脹，在這個過程中系統(tǒng)對環(huán)境作功，溫度降低； 等溫放熱，在這個過程中系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量，體積壓縮； 絕熱壓縮，系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)，在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統(tǒng)對環(huán)境作負(fù)功。

卡諾循環(huán)的意義

卡諾循環(huán)以理想氣體為工作物質(zhì)的可逆卡諾循環(huán)，其熱效率僅取決于高溫及低溫兩個熱源的溫度。以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)，可以將之推廣為適用于任意可逆循環(huán)的普遍結(jié)論。

卡諾定理在導(dǎo)出熱力學(xué)第二定律的普遍判據(jù)-狀態(tài)函數(shù) ＂S＂-中具有重要作用。熱力學(xué)第二定律否定了第二類永動機(jī)，效率為1的熱機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的，熱機(jī)的最高效率可以達(dá)到多少，從熱力學(xué)第二定律推出的卡諾定理正是解決了這一問題。

擴(kuò)展資料

卡諾循環(huán)包括四個步驟： 等溫吸熱， 絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。即理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫吸熱到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3）。

此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)稱為卡諾循環(huán)。

參考資料來源：百度百科-卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)的四個過程是什么？

卡諾循環(huán)包括四個步驟： 等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。即理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫吸熱到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)稱為卡諾循環(huán)。

卡諾循環(huán)通過熱力學(xué)相關(guān)定理我們可以得出，卡諾循環(huán)的效率ηc=1-T2/T1，由此可以看出，卡諾循環(huán)的效率只與兩個熱源的熱力學(xué)溫度有關(guān)，如果高溫?zé)嵩吹臏囟萒1愈高，低溫?zé)嵩吹臏囟萒2愈低，則卡諾循環(huán)的效率愈高。因為不能獲得T1→∞的高溫?zé)嵩椿騎2=0K（-273℃）的低溫?zé)嵩矗裕ㄖZ循環(huán)的效率必定小于1。

意義：

卡諾根據(jù)熱質(zhì)守恒思想和永動機(jī)不可能制成的原理，進(jìn)一步證明了在相同溫度的高溫?zé)嵩春拖嗤瑴囟鹊牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切實(shí)際熱機(jī)，其效率都不會大于在同樣的熱源之間工作的可逆卡諾熱機(jī)的效率。

卡諾由此推斷：理想的可逆卡諾熱機(jī)的效率有一個極大值，這個極大值僅由加熱器和冷凝器的溫度決定，一切實(shí)際熱機(jī)的效率都低于這個極值。

什么是卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)(Carnot cycle)
　　理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫膨脹到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），此后，從狀態(tài)3等溫壓縮到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)成為卡諾循環(huán)。卡諾循環(huán)可以想象為是工作與兩個恒溫?zé)嵩粗g的準(zhǔn)靜態(tài)過程，其高溫?zé)嵩吹臏囟葹門1，低溫?zé)嵩吹臏囟葹門2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機(jī)的最大可能效 率問題作理論研究時提出的。卡諾假設(shè)工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量，沒有散熱、漏氣、擦等損耗。為使過程是準(zhǔn)靜態(tài)過程，工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰釕?yīng)是無溫度差的等溫膨脹過程，同樣，向低溫?zé)嵩捶艧釕?yīng)是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量，脫離熱源后只能是絕熱過程。作卡諾循環(huán)的熱機(jī)叫做卡諾熱機(jī)。
　　通過熱力學(xué)相關(guān)定理我們可以得出，卡諾循環(huán)的效率ηc＝1-T2/T1，由此可以看出，卡諾循環(huán)的效率只與兩個熱源的熱力學(xué)溫度有關(guān)，如果高溫?zé)嵩吹臏囟萒1愈高，低溫?zé)嵩吹臏囟萒2愈低，則卡諾循環(huán)的效率愈高。因為不能獲得T1→∞的高溫?zé)嵩椿騎2=0K（-273℃）的低溫?zé)嵩矗裕ㄖZ循環(huán)的效率必定小于1。
　　可以證明，以任何工作物質(zhì)作卡諾循環(huán)，其效率都一致；還可以證明，所有實(shí)際循環(huán)的效率都低于同樣條件下卡諾循環(huán)的效率，也就是說，如果高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟却_定之后卡諾循環(huán)的效率是在它們之間工作的一切熱機(jī)的最高效率界限。因此，提高熱機(jī)的效率，應(yīng)努力提高高溫?zé)嵩吹臏囟群徒档偷蜏責(zé)嵩吹臏囟龋蜏責(zé)嵩赐ǔＪ侵車h(huán)境，降低環(huán)境的溫度難度大、成本高，是不足取的辦法。現(xiàn)代熱電廠盡量提高水蒸氣的溫度，使用過熱蒸汽推動汽輪機(jī)，正是基于這個道理。
　　卡諾定理闡明了熱機(jī)效率的限制，指出了提高熱機(jī)效率的方向（提高T1，降低T2，減少散熱。、漏氣。、摩擦等不可逆損耗，使循環(huán)盡量接近卡諾循環(huán)）。成為熱機(jī)研究的理論依據(jù)。熱機(jī)效率的限制。實(shí)際熱力學(xué)過程的不可逆性及其間聯(lián)系的研究，導(dǎo)致熱力學(xué)第二定律的建立。在卡諾定理基礎(chǔ)上建立的與測溫物質(zhì)及測溫屬性無關(guān)的絕對熱力學(xué)溫標(biāo)，使溫度測量建立在客觀的基礎(chǔ)之上。此外，應(yīng)用卡諾循環(huán)和卡諾定理，還可以研究表面張力、飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系及可逆電池的電動勢等。還應(yīng)強(qiáng)調(diào)，卡諾這種撇開具體裝置和具體工作物質(zhì)的抽象而普遍的理論研究，已經(jīng)貫穿在整個熱力學(xué)的研究之中。

什么是卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)(Carnot cycle) 是由法國工程師尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾于1824年提出的，以分析熱機(jī)的工作過程，卡諾循環(huán)包括四個步驟： 等溫膨脹，在這個過程中系統(tǒng)從環(huán)境中吸收熱量； 絕熱膨脹，在這個過程中系統(tǒng)對環(huán)境作功； 等溫壓縮，在這個過程中系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量； 絕熱壓縮，系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)，在這個過程中系統(tǒng)對環(huán)境作負(fù)功。即理想氣體從狀態(tài)1（P1，V1，T1）等溫膨脹到狀態(tài)2（P2，V2，T2），再從狀態(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3（P3，V3，T3），此后，從狀態(tài)3等溫壓縮到狀態(tài)4（P4，V4，T4），最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構(gòu)成的循環(huán)成為卡諾循環(huán)。卡諾循環(huán)可以想象為是工作與兩個恒溫?zé)嵩粗g的準(zhǔn)靜態(tài)過程，其高溫?zé)嵩吹臏囟葹門1，低溫?zé)嵩吹臏囟葹門2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機(jī)的最大可能效 率問題作理論研究時提出的。卡諾假設(shè)工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量，沒有散熱、漏氣、摩擦等損耗。為使過程是準(zhǔn)靜態(tài)過程，工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰釕?yīng)是無溫度差的等溫膨脹過程，同樣，向低溫?zé)嵩捶艧釕?yīng)是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量，脫離熱源后只能是絕熱過程。作卡諾循環(huán)的熱機(jī)叫做卡諾熱機(jī)[1]。