卡诺循环 / Carnot Cycle
Definition
由法国工程师 Sadi Carnot(1824)提出的理论热力学循环,由两个等温过程和两个绝热过程组成,是所有实际循环的上限。
4 个过程
| 过程 | 温度 |
|---|---|
| 1. 等温吸热 | T_H(高温) |
| 2. 绝热膨胀 | T_H → T_L |
| 3. 等温放热 | T_L(低温) |
| 4. 绝热压缩 | T_L → T_H |
关键公式
制冷 COP
COP_carnot = T_L / (T_H - T_L)
热效率
η_carnot = 1 - T_L / T_H
其中 T 必须用热力学温度(K)。
例子
- 室内 20 ℃(293 K),室外 35 ℃(308 K):
COP_carnot = 293 / (308 - 293) = 19.5 - 实际制冷机 COP 一般 3-5(远低于卡诺极限)
意义
- 第二定律的直接推论
- 提供实际循环的理论上限
- 制冷 / 制热 / 发电效率对比的基准
- 不能达到,只能逼近
Referenced In
Notes
卡诺循环是不可达的(需要完全可逆 + 无温差换热)。但它是研发的方向标——实际循环离卡诺极限越近,效率越高。