Цикл Карно. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Цикл Карно - круговой обратимый процесс, состоящий из двух изотермич. и двух адиабатич. процессов. Впервые рассмотрен Н. Л. С. Карно в 1824 как идеальный цикл для теплового двигателя, в к-ром рабочее вещество приводят в тепловой контакт с двумя тепловыми резервуарами: нагревателем (с температурой T₁) и холодильником (с температурой T₂<T₁). На рис. изображён К. ц. для идеального газа, координатами служит давление Р и объём V. Сначала рабочее вещество приводят в тепловой контакт с нагревателями, а затем оно изотермически расширяется, получая от нагревателя теплоту dQ₁ и совершая работу (кривая АВ). После этого рабочее вещество расширяется адиабатически (кривая ВС)и охлаждается до температуры Т₂. Затем устанавливают тепловой контакт с холодильником и изотермически сжимают рабочее вещество, отбирая теплоту dQ₂ (линия CD). Завершают К. ц. адиабатич. сжатием рабочего вещества (отрезок DA), возвращая его в исходное состояние. В результате внутр. энергия рабочего вещества не изменяется, поэтому произведённая работа соответствует разности dQ₁-dQ₂.

Цикл Карно для идеального газа на диаграмме Р-V. Площадь ABCD численно равна совершаемой работе.

Если проводить процесс в обратном направлении, то, совершая работу, можно передать часть теплоты от холодильника к нагревателю (обратный К. ц.). Анализируя К. ц., можно доказать Карно теорему о макс. кпд тепловых машин, h=(T₁-T₂)/T₁, это доказательство используют для формулировки второго начала термодинамики..

Литература по циклу Карно

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.