Question

什么是卡诺循环

Answer 1

卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺循环包括四个步骤： 等温吸热， 绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。即理想气体从状态1（P1，V1，T1）等温吸热到状态2（P2，V2，T2），再从状态2绝热膨胀到状态3（P3，V3，T3），此后，从状态3等温放热到状态4（P4，V4，T4），最后从状态4绝热压缩回到状态1。

扩展资料：

一、卡诺循环效率一致

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，如果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度和降低低温热源的温度，低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度，使用过热蒸汽推动汽轮机，正是基于这个道理。

二、卡诺意义

卡诺的研究具有多方面的意义。他的工作为提高热机效率指明了方向；他的结论已经包含了热力学第二定律的基本思想，只是热质观念的阻碍，他未能完全探究到问题的最终答案。由于卡诺英年早逝，他的工作很快被人遗忘。

后来，由于法国工程师克拉珀珑（B．P．E．Clapeyron，1799—1864）在1834 年的重新研究和发展，卡诺的理论才为人们所注意。

克拉珀珑将卡诺循环在一种“压（力）-容（积）图”上表示出来，并证明卡诺热机在一次循环中所做的功，其数值恰好等于循环曲线所围的面积。克拉珀珑的工作为卡诺理论的进一步发展创造了条件。

参考资料来源：百度百科-卡诺循环

Answer 2

卡诺循环（Carnot cycle）是由法国工程师尼古拉・莱昂纳尔・萨迪・卡诺于 1824 年提出的一种理想的热机循环。它是一种在两个恒温热源（一个高温热源和一个低温热源）之间进行的、由四个可逆过程组成的循环过程，为热力学分析提供了一个重要的理论模型，用于研究热机效率的极限。
四个过程：等温膨胀过程：系统（例如理想气体）与高温热源接触，从高温热源吸收热量 ，温度 保持不变，体积膨胀对外做功。根据理想气体状态方程 （其中 是压强， 是体积， 是物质的量， 是普适气体常量， 是温度），在这个过程中，压强会逐渐降低。例如，想象一个带有活塞的气缸，里面装有理想气体，将气缸放置在温度为 的热源上，当活塞缓慢移动向外做功时，气体从热源吸收热量，以保持温度不变。
绝热膨胀过程：系统与外界没有热量交换，系统通过自身内能的减少来对外做功，温度从 降低到 ，体积继续膨胀。这就好比是在一个绝热的环境中，气体继续推动活塞向外做功，由于没有热量补充，气体的温度会下降。
等温压缩过程：系统与低温热源接触，温度 保持不变，外界对系统做功，系统向低温热源放出热量 ，体积被压缩。例如，将气缸放置在温度为 的低温热源上，活塞向内移动，外界对气体做功，气体向低温热源放热以保持温度不变。
绝热压缩过程：系统与外界没有热量交换，外界对系统做功，系统的内能增加，温度从 升高到 ，体积被压缩回到初始状态。就好像在绝热的情况下，通过对气体做功，使气体的温度回升到最初的高温状态。