硬件型号:卡诺热机
系统版本:热机系统
卡诺热机是一个依卡诺循环运作的理想热机,其基本架构是由尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺在1824年建立,在1857及1866年提出熵的概念时,鲁道夫·克劳修斯也对卡诺热机进行数学的阐述。
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)图和温-熵(T-S)图,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。逆卡诺循环与上述正向循环反向,沿ɑ-d-c-b-ɑ方向,因而Q2是工质从低温热源吸入的热量(通称制冷量),Q1是工质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。