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190年前,法國(guó)工程師尼古拉•萊昂納爾•薩迪•卡諾,構(gòu)造了在加熱器與冷凝器之間的一個(gè)理想循環(huán):汽缸與加熱器相連,汽缸內(nèi)的工作物質(zhì)水和飽和蒸汽就與加熱器的溫度相同,汽缸內(nèi)的蒸汽如此緩慢地膨脹著,以致在整個(gè)過(guò)程中,蒸汽和水都處于熱平衡。然后使汽缸與加熱器隔絕,蒸汽絕熱膨脹到溫度降至與冷凝器的溫度相同為止。然后活塞緩慢壓縮蒸汽,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后汽缸與冷凝器脫離,作絕熱壓縮直到回復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。
這一由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成的循環(huán),即后來(lái)所稱的“卡諾循環(huán)”。
逆卡諾循環(huán),是卡諾循環(huán)的逆過(guò)程,低溫時(shí)做功吸熱,高溫時(shí)做負(fù)功放熱,將功轉(zhuǎn)換為熱。也是包括空氣源熱泵在內(nèi)的所有熱泵的工作原理。同時(shí),這也是我們?nèi)粘I钪谐R姷目照{(diào)、冰箱等制冷系統(tǒng)的工作原理。逆卡諾循環(huán)也包括四個(gè)步驟,都為可逆過(guò)程:絕熱膨脹,在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功,降溫;等溫膨脹,在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)從低溫環(huán)境中吸收熱量,同時(shí)對(duì)環(huán)境做與該熱量等量的功;絕熱壓縮,在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作負(fù)功,升溫;等溫壓縮,系統(tǒng)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài),在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)向高溫環(huán)境中放出熱量,同時(shí)環(huán)境向系統(tǒng)做與該熱量等量的功,即負(fù)功。
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