卡诺循环

1824年卡诺设计了四个可逆步骤构成如下循环：

卡诺循环

设循环的理想气体物质的量为n，现计算每一步的热和功：

（1）等温可逆膨胀：A(p₁,V₁,T₂)→B(p₂,V₂,T₂)

∆U₁=0，Q₂=─ W₁

（2）绝热可逆膨胀：B(p₂,V₂,T₂)→C(p₃,V₃,T₁)

Q=0，

（3）等温可逆压缩：C(p₃,V₃,T₁)→D(p₄,V₄,T₁)

∆U₃=0，Q₁=─ W₃

（4）绝热可逆压缩：D(p₄,V₄,T₁)→A(p₁,V₁,T₂)

Q=0，

整个循环过程：∆U=0，Q=Q₁+Q₂=─ W

总功W=W₁+W₂+W₃+W₄

对绝热可逆过程（2）和（4）：

 

W=─nR(T₂─ T₁)ln（相当于ABCD的面积）

蒸汽机原理图

定义热机效率：

则卡诺热机的效率：

= ==
= 0