Циклом Карно называется круговой цикл, состоящий из 2-х изотермических и из 2-х адиабатных процессов. Обратимый цикл Карно в p,υ- и T,s- диаграммах показан на рис.3.1.
1-2 – обратимое адиабатное расширение при s1=Const. Температура уменьшается от Т1 до Т2. Работу получают за счет уменьшения внутренней энергии.
2-3 – изотермическое сжатие, отвод теплоты q2 к холодному источнику от рабочего тела.
3-4 – обратимое адиабатное сжатие при s2=Const. Температура повышается от Т3 до Т4.
4-1 – изотермическое расширение, подвод теплоты q1 к горячего источника к рабочему телу. В этом процессе вся подводимая теплота превращается в работу.
Основной характеристикой любого цикла является термический коэффициент полезного действия (т.к.п.д.).
ht = Lц / Q1 , (3.8)
или
ht = (Q1 – Q2) / Q1 . (3.9)
Для обратимого цикла Карно т.к.п.д. определяется по формуле:
htк = (Т1 – Т2) / Т1 . (3.10)
Отсюда следует 1-я теорема Карно:
\»Термический к.п.д. обратимого цикла Карно не зависит от свойств рабочего тела и определяется только температурами источников\».
Из сравнения произвольного обратимого цикла и цикла Карно вытекает 2-я теорема Карно:
\»Обратимый цикл Карно является наивыгоднейшим циклом в заданном интервале температур\».
Т.е. т.к.п.д. цикла Карно всегда больше т.к.п.д. произвольного цикла: htк > ht .