Прямой цикл Карно

Французский физик С.Карно обнаружил, что наиболее благоприятные соотношения получаются в том случае, когда рабочее тело совершает цикл, состоящий из четырех нижеследующих последовательных процессов:

процесс 1-2 изотермическое (при Т₁ =const) расширение рабочего тела с подводом теплоты q_п;

процесс 2-3 -адиабатное расширение (q_2-3=0);

процесс 3-4- изотермическое (при Т₂ =const) сжатие с отводом теплоты q_от ;

процесс 4-1 - адиабатное сжатие (q_{4 -1}= 0).

В соответствии с Ts -диаграммой, представленной на (рис. 1.9) подведенная и отведенная теплоты q₁ и q₂ равны площадям под соответствующими линиями процессов

q_п=T₁×(s₂-s₁); q_от=T₂×(s₃-s₄).

Тогда термический КПД цикла Карно определится следующей формулой:

,

так как (s₃ – s₄)=(s₂ – s₃).

Следует учесть, что из всех циклических процессов цикл Карно обладает наибольшим h_t. Большее значение h_t хотя не противоречит первому закону термодинамики, но невозможно в силу ограничений, накладываемых вторым законом термодинамики.

Теорема Карно: термический КПД цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела и определяется только температурами нагревателя и холодильника.

Средствами повышения являются:

а) повышение температуры источника теплоты T₁;

б) снижение температуры охладителя – Т₂.