卡諾循環

熱力學
經典的卡諾熱機 T（熱庫）、Q（熱量）、W（功） H（高溫）、C（低溫）
分支 經典 統計 化學 量子熱力學 平衡（英語：Equilibrium thermodynamics） / 非平衡
定律 第零 第一 第二 第三
系統 封閉系統 孤立系統 狀態 狀態方程 理想氣體 實際氣體 相 / 物質狀態 平衡 控制體積 儀器（英語：Thermodynamic instruments） 過程 等壓 等體 等溫 絕熱 等熵 等焓 准靜態 多方 自由膨脹 可逆 不可逆 內可逆 循環 熱機 熱泵 熱效率
系統性質 性質圖 強度和廣延性質 狀態函數 （斜體共軛物理量） 溫度 / 熵 熵的簡介（英語：Introduction to entropy） 壓強 / 體積 化學勢 / 粒子數 蒸氣量 簡化性質 過程函數 功（英語：Work (thermodynamics)） 熱
材料性質 比熱容  ${\displaystyle c=}$ ${\displaystyle T}$ ${\displaystyle \partial S}$ ${\displaystyle N}$ ${\displaystyle \partial T}$ 壓縮性  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial p}$ 熱膨脹  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \partial V}$ ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle \partial T}$ 性質資料庫
方程（英語：Thermodynamic equations） 卡諾定理 克勞修斯定理 基本關係 理想氣體定律 麥克斯韋關係 昂薩格倒易關係 布里奇曼熱力學方程 熱力學方程表
勢 自由能 自由熵 內能 ${\displaystyle U(S,V)}$ 焓 ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ 亥姆霍茲自由能 ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ 吉布斯能 ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
歷史／文化 哲學 熵與時間 熵與生活 布朗棘輪 麥克斯韋妖 熱寂佯謬 洛施密特佯謬 協同學 歷史 總史 熱 熵 氣體定律 永動機 理論 熱質說 活力 熱動說 熱功當量 動力 關鍵著作 《論摩擦激起的熱源》 《關於多相物質平衡》 《論火的動力（英語：Reflections on the Motive Power of Fire）》 年表 熱力學 熱機
科學家 昂薩格 伯努利 迪昂 亥姆霍茲 吉布斯 焦耳 卡拉西奧多里 卡諾 克拉佩龍 克勞修斯 蘭金 馮·邁爾 麥克斯韋 斯米頓 斯塔爾 開爾文男爵湯姆森 倫福德伯爵湯普森 沃特斯頓
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卡諾循環（英語：Carnot cycle）是一個特別的熱力學循環，使用在一個假想的卡諾熱機上，由法國人尼古拉·卡諾於1824年提出，埃米爾·克拉佩龍於1830年代至1840年代擴充，是為了找出熱機的最大的工作效率而分析熱機的工作過程。

卡諾循環全由可逆過程組成，其中包括：

• 圖一A→B、圖二1→2，可逆等溫膨脹：此等溫的過程中系統從高溫熱庫吸收了熱量且全部拿去作功。
• 圖一B→C、圖二2→3，等熵（可逆絕熱）膨脹：移開熱庫，系統對環境作功，其能量來自於本身的內能。
• 圖一C→D、圖二3→4，可逆等溫壓縮：此等溫的過程中系統向低溫熱庫放出了熱量。同時環境對系統作正功。
• 圖一D→A、圖二4→1，等熵（可逆絕熱）壓縮：移開低溫熱庫，此絕熱的過程系統對環境作負功，系統在此過程後回到原來的狀態。

卡諾熱機的熱效率只取決於第一個狀態的溫度T₁與第二個狀態的溫度T₂，以及從環境中吸收的熱量Q₁和放出的熱量Q₂，其熱效率η=${\displaystyle {\frac {|Q_{1}-Q_{2}|}{|Q_{1}|}}=1-{\frac {|Q_{2}|}{|Q_{1}|}}={\frac {T_{1}-T_{2}}{T_{1}}}=1-{\frac {T_{2}}{T_{1}}}}$。

其熱效率恆小於1，只和高溫和低溫的熱源有關，兩者溫差越大，效率越高。因存在於現實中的熱機都是以不可逆循環來工作，相同狀態下沒有任何熱機的效率可以達到以皆由可逆過程組成的可逆循環來工作的卡諾熱機的效率。

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