Т - S диаграмма цикла Карно

На данной диаграмме представлен некий замкнутый цикл. Система последовательно переходит из точки 1 в 2 затем 3, 4 и снова в 1. Из графика видно что процесс 1 2 является изотермическим (происходит при Т₁) и процесс 3 4 также является изотермическим (происходит при T₂)

Процессы 2 3 и 4 1 являются адиабатными. Поскольку в них не происходит изменение энтропии то dS = 0 следовательно dQ = 0 или Q = const.

Количество тепла подводимое к системе:

Q₁ = T₁ (S₂-S₁) площадь прямоугольника 1-2-S₂-S₁-1

Количество тепла отдаваемое системой:

Q₂ = T₂ (S₂-S₁) площадь прямоугольника 3-S₂-S₁-4-3

Работа цикла L = Q₁- Q₂

К.П.Д цикла

Главной особенностью данного цикла является то, что при данном перепаде температур у любого другого цикла КПД будет меньше. Другими словами максимально возможным КПД при данном перепаде температур является КПД цикла Карно. Диаграмма Т-S дает наглядное доказательство этого утверждения. Любой другой цикл в диапазоне температур Т₁-Т₂, на диаграмме будет иметь соотношение площадей меньшее чем соотношение площадей прямоугольников. В связи с площадями на диаграмме возникло выражение, степень заполнения цикла - насколько площади работы цикла близки к площадям прямоугольников

Важным следствием из формулы для КПД цикла Карно является то, что для увеличения КПД необходимо увеличивать температуру подвода тепла T₁, и снижать температуру отвода тепла T₂.