卡諾定理是卡諾于1824年在卡諾循環(huán)基礎(chǔ)上提出的一條定理,其表述為在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)其效率都相等,而與工作物質(zhì)無(wú)關(guān);在相同高溫?zé)嵩磁c相同低溫?zé)嵩撮g工作的一切不可逆熱機(jī),其效率都不可能大于可逆熱機(jī)的效率。
一、意義卡諾定理雖然討論的是可逆機(jī)與不可逆機(jī)的熱機(jī)效率問(wèn)題,但它具有非常重大的意義。它在公式中引入了一個(gè)不等號(hào)。前已述及所有的不可逆過(guò)程是互相關(guān)聯(lián)的。由一個(gè)過(guò)程的不可逆性可以推斷到另一個(gè)過(guò)程的不可逆性,因而對(duì)所有的不可逆過(guò)程就可以找到一個(gè)共同的判別準(zhǔn)則。
二、卡諾循環(huán)構(gòu)成熱力學(xué)第二定律指出,熱機(jī)的熱效率不可能達(dá)到100%。那么,在一定條件下,熱機(jī)的熱效率最大能達(dá)到多少 它又與哪些因素有關(guān) 法國(guó)工程師卡諾(S.Carnot)在深入考察了蒸汽機(jī)工作的基礎(chǔ)上,于1824年提出了一種理想的熱機(jī)工作循環(huán)-卡諾循環(huán)。四個(gè)過(guò)程的順序如下:定溫膨脹過(guò)程a-b:工質(zhì)在定溫T1下,從高溫?zé)嵩次鼰酫1并作膨脹功Wo。定熵膨脹過(guò)程b-c:工質(zhì)在可逆絕熱條件下膨脹,溫度由T1降到T2。定溫壓縮過(guò)程c-d:工質(zhì)在定溫T2下被壓縮,過(guò)程中將熱量Q2傳給低溫?zé)嵩?。定熵壓縮過(guò)程d-a;工質(zhì)在可逆絕熱條件下被壓縮,溫度由T2升高至T1,過(guò)程終了時(shí),工質(zhì)的狀態(tài)回復(fù)到循環(huán)開(kāi)始的狀態(tài)a。