Cykl Carnota

Cykl Carnota to termodynamiczny cykl następujących po sobie przemian gazu doskonałego: przemiany izotermicznej, następnie adiabatycznej, izotermicznej i znów adiabatycznej. To cykl zamknięty.

Ciało robocze w cyklu Carnota jest gaz, zamknięty w szczelnym naczyniu z ruchomym tłokiem. Poniżej opis poszczególnych faz:

Gaz o temperaturze T₁ pobiera ze źródła ciepła pewną ilość ciepła Q_p. Zachowując stałą temperaturę w wyniku przemiany izotermicznej rozpręża się, przesuwając tłok.
Gaz rozpręża się adiabatycznie. Wymiana ciepła z otoczeniem nie występuje na tym etapie.
Następuje izotermiczne sprężanie gazu w temperaturze T₂, ciepło Q_o zostaje oddane do chłodnicy.
Następuje adiabatyczne sprężanie gazu. Wymiana ciepła z otoczeniem nie występuje.

Maszyna, która działa w oparciu o cykl Carnota to silnik Carnota.

Sprawność silnika Carnota

Wzór na sprawność silnika Carnota jest następujący:

gdzie:

T₁ - temperatura bezwzględna źródła ciepła (nagrzewnicy),
T₂ - temperatura bezwzględna chłodnicy.

Jak wygląda realizacja poszczególnych przemian gazu w cyklu Carnota? Ilustruje to poniższy rysunek.

Silnik działający w oparciu o obieg Carnota ma największą sprawność ze wszystkich silników cieplnych, które przenoszą ciepło ze zbiornika o temperaturze wyższej do zbiornika o temperaturze niższej.

Przemiana adiabatyczna

Przemiana adiabatyczna lub proces adiabatyczny to taka przemiana gazu, podczas której nie ma miejsca wymiana ciepła między gazem a otoczeniem. W tej przemianie zmianie ulegają wszystkie trzy podstawowe parametry stanu gazu.

Przemiana izotermiczna

Przemiana izotermiczna lub proces izotermiczny to taka przemiana gazu, podczas której temperatura T nie ulega zmianie (T=constans).

Silnik cieplny

Silnik cieplny lub maszyna cieplna to urządzenie, które stale wykonuje pracę mechaniczną kosztem ciągle dostarczanego ciepła.