卡諾循環　〈Carnot Cycle〉

卡諾循環（Carnot Cycle）
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

卡諾循環由法國工程師卡諾於1824年提出，依卡諾循環操作的引擎稱為卡諾熱機，卡諾循環包括以下四個步驟：
1.等溫膨脹，在這個過程中系統從環境中吸收熱量Q1；
2.絕熱膨脹，在這個過程中系統對環境中作功W1；
3.等溫壓縮，在這個過程中系統向環境中放出熱量Q2；
4.絕熱壓縮，系統恢復原來狀態，在這個過程中環境對系統作功W2。
其中Q1-Q2＝W1－W2 （將熱能轉為機械能）

熱機是將能量從一個穩定的高溫系統（T1）傳送到一個穩定的低溫系統（T2），並在這一過程中，將部分能量以機械能的形式工作輸出，此時Q1＞Q2 且W1＞W2。該系統亦可反過來，由一個外部力量輸入，並在此過程中將熱能從一個穩定的低溫系統傳送到一個穩定的高溫系統，就如同冰箱或冷氣機，此時Q1＜Q2 且W1＜W2。

一個系統也就是一個熱機的效率，取決於第一個狀態的溫度T1與第二個狀態的溫度T2，亦可寫為從環境中吸收的熱量Q1和放出的熱量Q2 之關係。

效率為：
(Q1-Q2)/Q2=(T1-T2)/T2

卡諾熱機是一個假設性的可逆循環引擎運轉，四個過程是在準靜態完成，熵的變化為零，實際的熱機因運轉時有摩擦力等因素，為不可逆過程，熵的變化必大於零，所以沒有任何運作於兩熱儲的引擎可以比卡諾引擎更有效率。

參考資料：
Carnot heat engine. http://en.wikipedia.org/wiki/Carnot_heat_engine