🔄 卡诺可逆循环四步曲
* 卡诺循环由两个等温可逆过程和两个绝热可逆过程组成。
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1 → 2：等温可逆膨胀 (吸热)
与高温热源接触，温度保持 \(T_H\)。体积增大，对外做功，内能不变。
吸热量：\(Q_H = W_{12} = nRT_H \ln(V_2/V_1)\)
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2 → 3：绝热可逆膨胀 (降温)
与热源断开。气体膨胀对外做功，消耗自身内能，温度从 \(T_H\) 降至 \(T_C\)。
\(Q = 0\)
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3 → 4：等温可逆压缩 (放热)
与低温热源接触，温度保持 \(T_C\)。体积缩小，外界对气体做功。
放热量：\(Q_C = |W_{34}| = nRT_C \ln(V_3/V_4)\)
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4 → 1：绝热可逆压缩 (升温)
与热源断开。外界对气体做功，气体内能增加，温度从 \(T_C\) 升回 \(T_H\)，闭环完成。
\(Q = 0\)
📐 核心公式与卡诺定理
卡诺热机效率公式
η = (W净 / QH) = 1 - (TC / TH)
* 其中 TH 和 TC 必须使用热力学温度 (开尔文 K)。
* 从公式可以看出，要提升热机效率，必须增大温差 (TH - TC)。
💡 卡诺定理 (Carnot's Theorem)
1. 极限性： 在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切热机，其效率不可能大于可逆热机（卡诺热机）的效率。即：η实际 ≤ η卡诺。
2. 独立性： 卡诺热机的效率仅取决于两个热源的温度，与工作物质（如理想气体）的性质无关。只要两个热源的温度确定，任何可逆热机的效率都相等。
📝 课后小测验 (点击选项查看解析)
1. 卡诺循环是由哪几种热力学过程组成的？
解析：卡诺循环是理想的可逆循环，由两个等温可逆过程（吸热和放热）和两个绝热可逆过程（膨胀和压缩）组成，对应 P-V 图上的四条曲线。
2. 某卡诺热机工作在高温热源 600K 和低温热源 300K 之间，其理论热机效率为多少？
解析：根据卡诺热机效率公式 η = 1 - T_C/T_H。代入数据：η = 1 - (300 / 600) = 1 - 0.5 = 50%。你可以尝试拖动上方网页的滑块，验证这个结果。
3. 根据卡诺定理，下列说法中正确的是？
解析：A 错，实际热机不可逆，效率永远小于卡诺热机；B 错，卡诺效率只取决于热源温度；D 错，温差为0则效率为0。C 正确，根据公式 η = 1 - T_C/T_H，增大温差是提高效率的唯一途径。