卡诺循环的自学笔记
10220833
卡诺循环（Carnot cycle）
定义：由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环。包括四个步骤：等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩、绝热可逆压缩。
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卡诺循环（Carnot cycle）
定义：由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程所组成的理想循环。包括四个步骤：等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩、绝热可逆压缩。
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设工作物质为1mol理想气体：
| 阶段 |
名称 |
特点 |
Q |
ΔU |
W |
| 第一阶段 |
等温膨胀 |
在这个过程中系统从环境中吸收热量 |
-W |
0 |
-ʃpdv RT1lnV1/V2 |
| 第二阶段 |
绝热膨胀 |
在这个过程中系统对环境作功 |
0 |
Cv,m（T2—T1） |
Cv,m（T2—T1） |
| 第三阶段 |
等温压缩 |
在这个过程中系统向环境中放出热量 |
-W Q<0 |
0 |
-ʃpdv RT2lnV3/V4 W>0 |
| 第四阶段 |
绝热压缩 |
系统恢复原来状态，在这个过程中系统对环境作负功 |
0 |
Cv,m（T1—T2） |
Cv,m（T1—T2） |
ΔU=0
Q=-W=Q1+Q2(Q2<0)
W=W1+W2+W3+W4=W1+W3= RT1lnV1/V2+ RT2lnV3/V4=R(T1-T2) lnV1/V2
卡诺循环分正、逆两种。在压-容(p-V)图和温-熵(T-S)图中（见图）, 1-2-3-4-1为正卡诺循环，1-2为可逆定温吸热过程，在温度T1下从相同温度的高温热源吸入热量Q1；2-3为可逆绝热过程,温度自T1降为T2；3-4为可逆定温放热过程，在温度T2下向相同温度的低温热源排放热量Q2；4-1为可逆绝热过程,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1-4-3-2-1方向,因而Q2是从低温热源吸入的热量(通称制冷量),Q1是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。
热机效率η：η=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q2/ Q1=1-T2/T1
制冷系数β：β=Q2/W=T2/(T1-T2)