Карно' цикл, обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатных процессов. Впервые рассмотрен французским учёным Н. Л. С. Карно (1824) как идеальный рабочий цикл теплового двигателя. Превращение теплоты в работу сопровождается переносом рабочим телом двигателя определённого количества теплоты от более нагретого тела (нагревателя) к менее нагретому (холодильнику).

  К. ц. осуществляется следующим образом: рабочее тело (например, пар в цилиндре под поршнем) при температуре T 1 приводится в соприкосновение с нагревателем, имеющим постоянную температуру T 1 , и изотермически получает от него количество теплоты dQ 1 (при этом пар расширяется и совершает работу). На рис. 1 этот процесс изображен отрезком изотермы AB. Затем рабочее тело, расширяясь адиабатически (по адиабате BC ), охлаждается до температуры T 2 . При этой температуре, сжимаясь изотермически (отрезок CD ), рабочее тело отдаёт количество теплоты dQ 2 холодильнику с температурой T 2 . Завершается К. ц. адиабатным процессом (DA на рис. 1 ), возвращающим рабочее тело в исходное термодинамическое состояние. При постоянной разности температур (T 1 — T 2 ) между нагревателем и холодильником рабочее тело совершает за один К. ц. работу

  Эта работа численно равна площади ABCD (рис. 1 ), ограниченной отрезками изотерм и адиабат, образующих К. ц.

  К. ц. обратим, и его можно осуществить в обратной последовательности (в направлении ADCBA ). При этом количество теплоты dQ 2 отбирается у холодильника и вместе с затраченной работой dА (превращенной в теплоту) передаётся нагревателю. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина.

  К. ц. имеет наивысший кпд h = dA/ dQ 1 = (T 1 — T 2 )/T 1 среди всех возможных циклов, осуществляемых в одном и том же температурном интервале (T 1 — T 2 ). В этом смысле кпд К. ц. служит мерой эффективности др. рабочих циклов.

  Исторически К. ц. сыграл важную роль в развитии термодинамики и теплотехники. С его помощью была доказана эквивалентность формулировок Р. Клаузиуса и У. Томсона (Кельвина) второго начала термодинамики , К. ц. был использован для определения абсолютной термодинамической шкалы температур (см. Температурные шкалы ), К. ц. часто использовался также для вывода различных термодинамических соотношений (например, Клапейрона — Клаузиуса уравнения ).

  Лит.: Ферми Э., Термодинамика, пер. с англ., Хар.. 1969; Путилов К. А., Термодинамика, М., 1971.

Рис. 2. Схема работы идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно: 1. От нагревателя Н поступает теплота dQ1 , газ под поршнем изотермически расширяется (по линии AB, рис. 1). 2. Газ изолирован от нагревателя и холодильника и адиабатически расширяется (по линии BC). 3. Газ изотермически (при Т = Т2 ) сжимается (по линии CD) и отдаёт теплоту dQ2 холодильнику X. 4. Газ изолирован и адиабатически сжимается (по линии DA).

Рис. 1. Цикл Карно на диаграмме р — V (давление — объём). dQ1 — количество теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя, dQ2 — количество теплоты, отдаваемой им холодильнику. Площадь ABCD численно равна работе цикла Карно.