ШПОРЫ ПО ФИЗИКИ / Цикл Карно

Цикл Карно:

На рис. изображен в Т–S-диаграмме произвольный (обратимый!) прямой цикл abcda. Состояния а и с соответствуют наименьшему (S_мин) и наибольшему (S_макс)

значениям энтропии рабочего тела в цикле. В процессе abc теплота подводится: Q_пoдв=_abcТdS>0, а в процессе cda отводится: Q_oтв=_abcТdS<0 Работе за цикл А=Q_подв+Q_отв соответствует площадь цик­ла, т. е. площадь, ограниченная замкнутой кривой abcda процесса: А=TdS>0. Термическому КПД  цикла по формуле =A/Q_подв соответствует отношение площади цикла к площади под кривой abc:

(11.12)

Прямой цикл Карно независимо от при­роды рабочего тела изображается в Т–S-диаграмме в виде прямоугольника, стороны которого параллельны осям координат (рис.). Из рисунка и формулы (11.12) следует, что термический КПД цикла Карно равен

Таким образом мы доказали важное положение термодинамики, называемое тео­ремой Карно: термический КПД цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и определяется только температурами нагревателя и холо­дильника. Теорема Карно и формула Q₁/T₁+Q₂/T₂=0 слу­жат основанием для установления термоди­намической шкалы температур.

Вторая часть теоремы Карно: термический КПД _обр любого обратимого цикла не может превосходить термический КПД _к цикла Карно, проведённого между экстремальными температурами рабочего тела в рассматриваемом цикле.