Как работает цикл Карно и где он применяется в современных технологиях?

Цикл Карно — идеализированный процесс, который достигает максимальной возможной эффективности преобразования тепла в работу (или наоборот) при заданных температурных условиях. 2 Цикл состоит из четырёх обратимых процессов: 2

1. Изотермическое расширение. 2 Газ (рабочее тело) поглощает тепло от горячего резервуара при постоянной температуре. 2 При этом газ расширяется и выполняет работу. 2
2. Адиабатическое расширение. 2 Газ продолжает расширяться без обмена теплом с окружающей средой. 2 Температура газа понижается. 2
3. Изотермическое сжатие. 2 Газ отдаёт тепло холодному резервуару при постоянной температуре. 2 Объём газа уменьшается. 2
4. Адиабатическое сжатие. 2 Газ сжимается без теплообмена, и его температура возрастает до начального значения. 2

Цикл Карно обратим, что означает отсутствие потерь энергии на трение, теплопроводность или другие необратимые процессы. 2

В современных технологиях цикл Карно применяется в разных областях, например:

• В промышленности. 3 Цикл Карно используется для анализа и оптимизации работы тепловых машин и холодильных установок. 3 Он позволяет теоретически рассчитать максимально возможную эффективность преобразования теплоты в работу. 3 Это используется при проектировании новых тепловых двигателей — паровых, газотурбинных, двигателей внутреннего сгорания. 3
• В тепловых насосах. 2 Работа теплового насоса основана на обратном цикле Карно. 2 Вместо преобразования тепла в механическую работу (как в тепловых двигателях), тепловой насос использует механическую работу для переноса тепла. 2
• В космических технологиях. 3 Актуальна разработка высокоэффективных двигательных установок на основе цикла Карно для космических аппаратов. 3
• В установках для термоядерного синтеза. 3 Перспективно применение принципов цикла Карно в установках для термоядерного синтеза. 3