卡诺热机效率公式

Question

如题所述

Answer 1

卡诺热机效率公式：ηc＝1-T2/T1。

卡诺循环是只有两个热源（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。

卡诺循环是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的，以分析热机的工作过程，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。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。

卡诺循环的效率

通过热力学相关定理我们可以得出，卡诺循环的效率ηc＝1-T2/T1，由此可以看出，卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关，如果高温热源的温度T1愈高，低温热源的温度T2愈低，则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→∞的高温热源或T2＝0K（-273℃）的低温热源，所以，卡诺循环的效率必定小于1。

效率的表达式

由两个定温过程和两个绝热过程（见热力过程）所组成的可逆的热力循环。卡诺循环是19世纪法国工程师S卡诺提出的，因而得名。卡诺循环分正、逆两种。

在压-容（p-V）和温-熵（T-S），ɑ-b-c-d-ɑ为正卡诺循环，ɑ-b为可逆定温吸热过程，工质在温度T1下从相同温度的高温热源吸入热量Q1；b-c为可逆绝热过程，工质温度自T1降为T2；c-d为可逆定温放热过程，工质在温度T2下向相同温度的低温热源排放热量Q2；d-ɑ为可逆绝热过程，工质温度自T2升高到T1，完成一个可逆循环，对外作出净功W。