دورة كارنو Carnot Cycle

ي‏تبين لنا أن فعالية الآلة الحرارية لا تصل إلى نسبة 100 % ، ولكن ما أعلى فعالية لآلة حرارية ؟ لقد توصل العالم كارنو إلى ألة مثالية فعاليتها أكبر ما يمكن ويمكن تمثيل دورة كارنو بالشكل (1) . ويتضح من هذا الشكل أن الحرارة (Q₁) ، تخرج من الالة عند درجة حرارة (T₁) ، والحرارة (Q₂) ، تدخل الآلة عند درجة حرارة (T₂‏) : وبذلك تنجز الآلة شغلا (W) والجدير بالذكر أن هذه الدورة محاطة بخطين (ايزوثيرميين) يمثل كل منهما عملية عند درجة حرارة ثابتة وخطين أدياباتيكيين . إن معنى نلك أن كل الحرارة المدخلة إلى الآلة تدخل عند درجة حرارة واحدة عالية ، وكذلك المخرجة من الآلة تخرج عند درجة حرارة واحدة منخفضة .

‏

الشكل (1)

وهناك ميزة أخرى لدورة كارنو ، وهي أن العمليات التي تحدث يمكن أن تكون في الجهتين ، وليس في جهة واحدة ، إذ يمكن أن تدخل حرارة (Q₂) ، ويخرج (Q₁) ، ليتولد شغل في الآلة (W) . ومن الممكن ايضا ان تنعكس الآية ، فيدخل حرارة (Q₁) ، ويخرج (Q₂) . لتعمل الآلة منا بشكل ثلاجة ، وبذلك تنعكس الأسهم على المنحنى ومن المهم أن نؤكد ما يأتي فيما يتعلق بدورة كارنو :

‏(1) لا يمكن لآلة تعمل بين محددتين أن تكون أعظم فعالية من آلة كارنو التي تعمل بين نفس هاتين الدرجتين .

‏(2‏) لكل ألات كارنو التي تعمل بين نفس درجتي الحرارة الفعالية نفسها مهما كانت طبيعة المادة المستعملة في الالة .

(3‏) يمكن ان نتوصل إلى أن فعالية الة كارنو كما يلي :

(1).....

أي أن :

ويمكن استخدام العلاقة :

(2).........

لآلة حقيقية تبذل أقصى ما عندها .