§ 9. Цикл Карно
Циклом Карно называется круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических обратимых процессов. На рис. 5 графически представлен на диаграмме 
цикл Карно для идеального газа; здесь АВ и CD — изотермы. Соответствующие температуры — 
причем всегда предполагается 
. AD и ВС — адиабаты.
Для изотермического процесса АВ необходим тепловой резервуар, сообщающий рабочему телу количество теплоты 
Мы будем предполагать его обладающим столь большой теплоемкостью, что его температура не понижается при отдаче им теплоты рабочему телу.
Во время процесса CD рабочее вещество отдает количество тепла 
другому, подобному же тепловому резервуару 
температурой 
Процессы ВС и DA не сопровождаются передачей теплоты. Таким образом, площадь ABCD соответствует разности 
. Действительно, ABCD представляет работу А, произведенную рабочим веществом на всем цикле, а эта работа равна полному количеству теплоты, полученному веществом, так как внутренняя энергия по завершении цикла принимает свое начальное значение.
Рис. 5
Если процесс вести в обратном направлении, то количество теплоты 
переходит от резервуара 
к резервуару 
вдобавок еще внешние силы производят над системой работу А, и эта работа также превращается в теплоту, отдаваемую резервуару 
так что этот резервуар получает, в итоге, количество теплоты 
.
Можно себе представить, что резервуары вступают в контакт с рабочим веществом автоматически, как раз в нужный момент.
Соединив поршень цилиндра, содержащего газ, с осью маховика, мы получили бы двигатель, работающий с нагретым воздухом. Если эта машина станет работать в обратном направлении, теплота будет переходить от менее нагретого к более нагретому резервуару за счет эквивалентного количества работы, произведенной над газом.
Подобным же образом можно провести цикл Карно и с другими системами: например, с жидкостью или системой, состоящей частью из воды и частью из пара и т. д. На рис. 6 изображен на 
- диаграмме цикл Карно для этой последней системы, при этом предположено, что поршень никогда не поднимется столь высоко, чтобы вся вода могла испариться. Изотермы здесь — прямые, параллельные 
если жидкость и пар соприкасаются друг с другом, то давление при данной температуре имеет вполне определенную величину.
Рис. 6
