Wydajność maszyn termicznych. Wydajność maszyny cieplnej - Formula

Praca wykonywana przez silnik to:

Po raz pierwszy ten proces został rozważony przez francuskiego inżyniera i naukowca N. L. S. Carnota w 1824 r. W książce „Refleksje na temat siły ognia i maszyn zdolnych do jej wytworzenia”.

Celem badań Carnota było ustalenie przyczyn niedoskonałości ówczesnych silników cieplnych (miały sprawność ≤ 5%) i znalezienie sposobów ich poprawy.

Cykl Carnota jest najbardziej wydajny ze wszystkich możliwych. Jego skuteczność jest maksymalna.

Rysunek pokazuje termodynamiczne procesy cyklu. W procesie rozszerzania izotermicznego (1-2) w temperaturze T. 1 , praca jest wykonywana przez zmianę energii wewnętrznej grzejnika, tj. przez dostarczenie ciepła do gazu Q:

A 12 = Q 1 ,

Podczas ekspansji adiabatycznej (2-3) następuje chłodzenie gazu przed sprężaniem (3-4). Zmiana energii wewnętrznej ΔU 23   w procesie adiabatycznym ( Q \u003d 0) jest całkowicie przekształcony w pracę mechaniczną:

A 23 \u003d -ΔU 23 ,

Temperatura gazu w wyniku ekspansji adiabatycznej (2-3) spada do temperatury lodówki T. 2 < T. 1 . W procesie (3-4) gaz jest izotermicznie sprężany, przenosząc ilość ciepła do lodówki Pytanie 2:

A 34 \u003d Pytanie 2,

Cykl kończy się adiabatycznym procesem sprężania (4-1), w którym gaz ogrzewa się do temperatury   T 1.

Maksymalna wartość wydajności silników cieplnych pracujących na gazie idealnym, zgodnie z cyklem Carnota:

.

Istotę formuły wyraża sprawdzony Z. Twierdzenie Karno, że wydajność dowolnego silnika cieplnego nie może przekraczać wydajności cyklu Carnota, przeprowadzonego w tej samej temperaturze grzejnika i lodówki.

6.3 Druga zasada termodynamiki

6.3.1 Współczynnik wydajności silniki cieplne. Cykl Carnota

Druga zasada termodynamiki powstała z analizy pracy silników cieplnych (maszyn). W sformułowaniu Kelvina wygląda to tak: okrągły proces jest niemożliwy, a jedynym wynikiem jest konwersja ciepła otrzymanego z grzejnika na równoważną pracę.

Schemat działania silnika cieplnego (silnika cieplnego) pokazano na ryc. 6.3

Ryc. 6.3

Cykl silnika cieplnego  składa się z trzech etapów:

1) grzejnik przekazuje gazowi ilość ciepła Q 1;

2) gaz, rozprężając się, działa jak A;

3) aby przywrócić gaz do pierwotnego stanu, ciepło Q 2 jest przekazywane do lodówki.

Od pierwszej zasady termodynamiki dla procesu cyklicznego

Q \u003d A,

gdzie Q jest ilością ciepła odbieranego przez gaz na cykl, Q \u003d Q 1 - Q 2; Q 1 - ilość ciepła przeniesionego do gazu z grzejnika; Q 2 - ilość ciepła oddanego gazowi do lodówki.

Dlatego dla idealnego silnika cieplnego równość

P 1 - P 2 \u003d A.

Gdy nie ma strat energii (z powodu tarcia i jego rozproszenia w środowisku), podczas pracy silników cieplnych prawo zachowania energii

Q 1 \u003d A + Q 2,

gdzie Q 1 jest ciepłem przenoszonym z podgrzewacza do płynu roboczego (gazu); A - praca wykonana gazem; Q 2 to ciepło przenoszone przez gaz do lodówki.

Współczynnik wydajności  silnik cieplny oblicza się według jednego ze wzorów:

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%, η \u003d Q 1 - Q 2 Q 1 ⋅ 100%, η \u003d (1 - Q 2 Q 1) ⋅ 100%,

gdzie A oznacza pracę wykonaną przez gaz; Q 1 - ciepło przekazywane z podgrzewacza do płynu roboczego (gazu); Q 2 to ciepło przenoszone przez gaz do lodówki.

W silnikach cieplnych najczęściej stosuje się cykl Carnota, ponieważ jest on najbardziej ekonomiczny.

Cykl Carnota składa się z dwóch izoterm i dwóch adiabatów pokazanych na ryc. 6.4

Ryc. 6.4

Sekcja 1-2 odpowiada kontaktowi substancji roboczej (gazu) z grzejnikiem. W tym przypadku grzejnik przekazuje ciepło Q 1 do gazu, a ekspansja izotermiczna gazu zachodzi w temperaturze grzejnika T1. Gaz działa pozytywnie (A 12\u003e 0), jego energia wewnętrzna się nie zmienia (∆U 12 \u003d 0).

Rozdział 2–3 odpowiada adiabatycznemu rozprężaniu gazu. W tym przypadku wymiana ciepła z otoczeniem zewnętrznym nie występuje, dodatnia praca wykonana A 23 prowadzi do zmniejszenia wewnętrznej energii gazu: ∆U 23 \u003d −A 23, gaz jest schładzany do temperatury lodówki T2.

Sekcja 3-4 odpowiada kontaktowi substancji roboczej (gazu) z lodówką. W tym przypadku ciepło Q2 jest dostarczane z gazu do lodówki, a gaz jest izotermicznie sprężany w temperaturze lodówki T2. Gaz działa negatywnie (A 34< 0), его внутренняя энергия не изменяется (∆U 34 = 0).

Część 4–1 odpowiada adiabatycznemu sprężaniu gazu. W tym przypadku nie następuje wymiana ciepła z otoczeniem zewnętrznym, wykonana ujemna praca A 41 prowadzi do wzrostu energii wewnętrznej gazu: ∆U 41 \u003d −A 41, gaz ogrzewa się do temperatury podgrzewacza T 1, tj. powraca do pierwotnego stanu.

Sprawność silnika cieplnego pracującego w cyklu Carnota oblicza się według jednego ze wzorów:

η \u003d T 1 - T 2 T 1 ⋅ 100%, η \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%,

gdzie T 1 jest temperaturą grzejnika; T 2 to temperatura lodówki.

Przykład 9. Idealny silnik cieplny wykonuje cykl 400 J. Ile ciepła jest przekazywane do lodówki, gdy wydajność maszyny wynosi 40%?

Rozwiązanie Wydajność silnika cieplnego zależy od wzoru

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%,

gdzie A oznacza pracę wykonaną przez gaz na cykl; Q 1 - ilość ciepła przekazywana z podgrzewacza do płynu roboczego (gazu).

Poszukiwana ilość to ilość ciepła Q2 przeniesiona z płynu roboczego (gazu) do lodówki, nieuwzględniona w zapisanym wzorze.

Zależność między pracą A, ciepłem Q 1 przenoszonym z podgrzewacza na gaz, a pożądaną wartością Q 2 ustala się, stosując prawo zachowania energii dla idealnego silnika cieplnego

Pytanie 1 \u003d A + Pytanie 2.

Równania tworzą układ

η \u003d A Q 1 ⋅ 100%, Q 1 \u003d A + Q 2)

które należy rozwiązać w odniesieniu do pytania 2.

Aby to zrobić, wykluczamy Q 1 z systemu, wyrażając z każdego równania

Q 1 \u003d A η ⋅ 100%, Q 1 \u003d A + Q 2)

i zapisując równość właściwych części uzyskanych wyrażeń:

A η ⋅ 100% \u003d A + Q 2.

Pożądana wartość zależy od równości

Q 2 \u003d A η ⋅ 100% - A \u003d A (100% η - 1).

Obliczenie podaje wartość:

Q 2 \u003d 400 ⋅ (100% 40% - 1) \u003d 600 J.

Ilość ciepła przenoszonego na cykl z gazu do lodówki idealnego silnika cieplnego wynosi 600 J.

Przykład 10. W silniku o idealnej temperaturze 122 kJ / min przepływa z podgrzewacza do gazu, a 30,5 kJ / min jest przenoszone z gazu do lodówki. Oblicz wydajność tego idealnego silnika cieplnego.

Rozwiązanie Aby obliczyć wydajność, używamy wzoru

η \u003d (1 - Q 2 Q 1) ⋅ 100%,

gdzie Q 2 - ilość ciepła, która jest przekazywana na cykl z gazu do lodówki; Q 1 - ilość ciepła przekazywana na cykl z podgrzewacza do płynu roboczego (gazu).

Przekształcamy wzór dzieląc licznik i mianownik ułamka przez czas t:

η \u003d (1 - Q 2 / t Q 1 / t) ⋅ 100%,

gdzie Q 2 / t to szybkość przekazywania ciepła z gazu do lodówki (ilość ciepła, która jest przekazywana przez gaz do lodówki na sekundę); Q 1 / t to szybkość przekazywania ciepła z podgrzewacza do płynu roboczego (ilość ciepła, która jest przekazywana z podgrzewacza do gazu na sekundę).

W stanie problemu szybkość wymiany ciepła jest ustawiana w dżulach na minutę; przetłumacz to na dżule na sekundę:

• z nagrzewnicy gazowej -

Q 1 t \u003d 122 kJ / min \u003d 122 ⋅ 10 3 60 J / s;

• z gazu do lodówki -

Q 2 t \u003d 30,5 kJ / min \u003d 30,5 ⋅ 10 3 60 J / s.

Obliczamy wydajność tego idealnego silnika cieplnego:

η \u003d (1 - 30,5 ⋅ 10 3 60 ⋅ 60 122 ⋅ 10 3) ⋅ 100% \u003d 75%.

Przykład 11. Wydajność silnika cieplnego pracującego w cyklu Carnota wynosi 25%. Ile razy wzrośnie wydajność, jeśli temperatura grzejnika wzrośnie, a temperatura lodówki obniży się o 20%?

Rozwiązanie Wydajność idealnego silnika cieplnego pracującego w cyklu Carnota zależy od następujących wzorów:

• przed zmianą temperatury grzejnika i lodówki -

η 1 \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%,

gdzie T 1 jest temperaturą początkową grzejnika; T 2 - początkowa temperatura lodówki;

• po zmianie temperatury grzejnika i lodówki -

η 2 \u003d (1 - T ′ 2 T ′ 1) ⋅ 100%,

gdzie T ′ 1 jest nową temperaturą podgrzewacza, T ′ 1 \u003d 1,2 T 1; T ′ 2 to nowa temperatura lodówki, T ′ 2 \u003d 0,8 T 2.

Równania wydajności tworzą układ

η 1 \u003d (1 - T 2 T 1) ⋅ 100%, η 2 \u003d (1 - 0,8 T 2 1,2 T 1) ⋅ 100%,)

które należy rozwiązać w odniesieniu do η 2.

Z pierwszego równania układu, biorąc pod uwagę wartość η 1 \u003d 25%, znajdujemy stosunek temperatur

T 2 T 1 \u003d 1 - η 1 100% \u003d 1 - 25% 100% \u003d 0,75

i podstaw w drugim równaniu

η 2 \u003d (1 - 0,8 1,2 ⋅ 0,75) ⋅ 100% \u003d 50%.

Pożądany współczynnik wydajności wynosi:

η 2 η 1 \u003d 50% 25% \u003d 2,0.

Dlatego wskazana zmiana temperatury nagrzewnicy i lodówki silnika cieplnego spowoduje 2-krotny wzrost wydajności.

Silnik cieplny  - silnik, w którym energia wewnętrzna spalanego paliwa jest przetwarzana na pracę mechaniczną.

Każdy silnik cieplny składa się z trzech głównych części: grzejnik, płyn roboczy  (gaz, ciecz itp.) oraz lodówka. Silnik oparty jest na procesie cyklicznym (jest to proces, dzięki któremu system powraca do pierwotnego stanu).

Cykl Carnota

W silnikach cieplnych dążą one do jak najbardziej kompletnego przekształcenia energii cieplnej w energię mechaniczną. Maksymalna wydajność.

Rysunek pokazuje cykle zastosowane w benzynowym silniku gaźnikowym i silniku Diesla. W obu przypadkach płyn roboczy jest mieszaniną pary benzyny lub oleju napędowego z powietrzem. Cykl silnika spalinowego gaźnika składa się z dwóch izochorów (1–2, 3–4) i dwóch adiabatów (2–3, 4–1). Silnik wysokoprężny wewnętrznego spalania działa w cyklu składającym się z dwóch adiabatów (1–2, 3–4), jednego izobarowego (2–3) i jednego izochorowego (4–1). Rzeczywista sprawność silnika gaźnika wynosi około 30%, a silnika wysokoprężnego - około 40%.

Francuski fizyk S. Carneau opracował pracę idealnego silnika cieplnego. Część roboczą silnika Carnota można wyobrazić jako tłok w cylindrze wypełnionym gazem. Ponieważ jest to silnik Carnota maszyna jest czysto teoretyczna, czyli idealna, siły tarcia między tłokiem a cylindrem i straty ciepła uważa się za równe zero. Praca mechaniczna jest zmaksymalizowana, jeśli płyn roboczy wykonuje cykl składający się z dwóch izoterm i dwóch adiabatów. Ten cykl nazywa się cykl Carnota.

sekcja 1-2: gaz odbiera z grzejnika ilość ciepła Q 1 i izotermicznie rozszerza się w temperaturze T 1

sekcja 2-3: gaz rozszerza się adiabatycznie, temperatura spada do temperatury lodówki T2

sekcja 3-4: gaz jest egzotermicznie sprężany, podczas gdy daje lodówce ilość ciepła Q 2

sekcja 4-1: gaz jest sprężany adiabatycznie, dopóki jego temperatura nie wzrośnie do T1.

Praca, którą wykonuje płyn roboczy, to obszar wynikowej figury 1234.

Taki silnik działa w następujący sposób:

1. Najpierw butla styka się z gorącym zbiornikiem, a gaz idealny rozszerza się w stałej temperaturze. W tej fazie gaz odbiera pewną ilość ciepła z gorącego zbiornika.

2. Następnie butla jest otoczona doskonałą izolacją termiczną, dzięki czemu ilość ciepła dostępnego w gazie jest zatrzymywana, a gaz dalej rozszerza się, aż jego temperatura spadnie do temperatury zimnego zbiornika ciepła.

3. W trzeciej fazie izolacja termiczna jest usuwana, a gaz w butli, stykając się z zimnym zbiornikiem, jest sprężany, tracąc część ciepła do zimnego zbiornika.

4. Kiedy sprężanie osiągnie określony punkt, cylinder jest ponownie otoczony izolacją termiczną, a gaz jest sprężany przez podniesienie tłoka, aż jego temperatura będzie równa temperaturze gorącego zbiornika. Następnie izolacja jest usuwana, a cykl powtarza się ponownie od pierwszej fazy.

Model teoretyczny silnika cieplnego uwzględnia trzy ciała: grzejnik, płyn roboczy  i lodówka.

Grzejnik to zbiornik ciepła (duży korpus), którego temperatura jest stała.

W każdym cyklu silnika płyn roboczy odbiera pewną ilość ciepła z nagrzewnicy, rozszerza się i wykonuje prace mechaniczne. Przeniesienie części energii otrzymanej z grzejnika do lodówki jest konieczne, aby przywrócić płyn roboczy do pierwotnego stanu.

Ponieważ model zakłada, że \u200b\u200btemperatura nagrzewnicy i lodówki nie zmienia się podczas pracy silnika cieplnego, na końcu cyklu: podgrzewanie-rozszerzanie-chłodzenie-sprężanie płynu roboczego, zakłada się, że maszyna powraca do pierwotnego stanu.

Dla każdego cyklu, w oparciu o pierwszą zasadę termodynamiki, możemy zapisać taką ilość ciepła Qciepło odebrane z grzejnika, ilość ciepła | Qzimno | poświęcone lodówce i pracy wykonanej przez płyn roboczy A  są połączone współczynnikiem:

A = Qciepło - | Qhala |

W rzeczywistych urządzeniach technicznych, zwanych maszynami termicznymi, płyn roboczy jest podgrzewany z powodu ciepła uwalnianego podczas spalania paliwa. Tak więc w turbinie parowej elektrowni grzejnik jest paleniskiem na gorący węgiel. W silniku spalinowym (ICE) produkty spalania można uznać za grzejnik, a nadmiar powietrza jako płyn roboczy. Używają powietrza atmosferycznego lub wody ze źródeł naturalnych jako lodówki.

Sprawność silnika cieplnego (maszyny)

Wydajność silnika cieplnego (Wydajność)  to stosunek pracy wykonanej przez silnik do ilości ciepła otrzymanego z nagrzewnicy:

Wydajność każdego silnika cieplnego jest mniejsza niż jedność i jest wyrażona procentowo. Niemożność zamiany całej ilości ciepła odbieranego z grzejnika na pracę mechaniczną jest ceną za potrzebę zorganizowania cyklicznego procesu i wynika z drugiej zasady termodynamiki.

W rzeczywistych silnikach cieplnych wydajność zależy od eksperymentalnej mocy mechanicznej N.  silnik i ilość spalonego paliwa na jednostkę czasu. Więc jeśli z czasem t  paliwo spalane masowo m  i ciepło właściwe spalania qwtedy

W przypadku pojazdów odniesieniem jest często głośność V.  po drodze spalone paliwo s  przy mechanicznej mocy silnika N.  i szybko. W takim przypadku, biorąc pod uwagę gęstość r paliwa, możemy napisać wzór do obliczania wydajności:

Druga zasada termodynamiki

Istnieje kilka języków   druga zasada termodynamiki. Jedna z nich mówi, że silnik cieplny jest niemożliwy, który wykonałby pracę tylko ze względu na źródło ciepła, tj. bez lodówki. Oceany mogłyby mu służyć w rzeczywistości niewyczerpanym źródłem energii wewnętrznej (Wilhelm Friedrich Ostwald, 1901).

Inne sformułowania drugiej zasady termodynamiki są równoważne z tym.

Sformułowanie Clausiusa  (1850): niemożliwy jest proces, w którym ciepło samorzutnie przenosiłoby się z ciał słabiej ogrzanych do ciał gorętszych.

Brzmienie Thomsona  (1851): proces kołowy jest niemożliwy, którego jedynym skutkiem byłoby wytworzenie pracy poprzez zmniejszenie wewnętrznej energii zbiornika ciepła.

Sformułowanie Clausiusa  (1865): wszystkie spontaniczne procesy w zamkniętym układzie nierównowagi zachodzą w kierunku, w którym zwiększa się entropia układu; w stanie równowagi termicznej jest maksymalna i stała.

Sformułowanie Boltzmanna  (1877): zamknięty układ wielu cząstek spontanicznie przechodzi ze stanu bardziej uporządkowanego do stanu mniej uporządkowanego. Spontaniczne wyjście układu z pozycji równowagi jest niemożliwe. Boltzmann wprowadził ilościową miarę nieuporządkowania w systemie składającym się z wielu ciał - entropia.

Wydajność silnika cieplnego z idealnym gazem jako płynem roboczym

Jeśli zostanie określony model płynu roboczego w silniku cieplnym (na przykład gaz idealny), wówczas można obliczyć zmianę parametrów termodynamicznych płynu roboczego podczas rozszerzania i kurczenia. Pozwala to obliczyć sprawność silnika cieplnego w oparciu o prawa termodynamiki.

Na rysunku pokazano cykle, dla których można obliczyć wydajność, jeśli płyn roboczy jest gazem idealnym, a parametry są ustawione w punktach przejścia jednego procesu termodynamicznego do drugiego.

Cykl Carnota. Wydajność idealnego silnika cieplnego

Najwyższa wydajność przy danych temperaturach nagrzewnicy T.ciepło i lodówka T.hala ma silnik cieplny, w którym płyn roboczy rozszerza się i kurczy cykl Carnota  (Ryc. 2), którego wykres składa się z dwóch izoterm (2–3 i 4–1) i dwóch adiabatów (3-4 i 1–2).

Twierdzenie Carnota  dowodzi, że sprawność takiego silnika nie zależy od zastosowanego płynu roboczego, dlatego można go obliczyć za pomocą relacji termodynamicznych dla gazu doskonałego:

Wpływ silników cieplnych na środowisko

Intensywne wykorzystanie silników cieplnych w transporcie i energii (elektrownie cieplne i jądrowe) znacząco wpływa na biosferę Ziemi. Chociaż istnieją spory naukowe dotyczące mechanizmów wpływu działalności człowieka na klimat Ziemi, wielu naukowców zwraca uwagę na czynniki, z powodu których taki wpływ może wystąpić:

1. Efektem cieplarnianym jest wzrost stężenia dwutlenku węgla (produktu spalania w grzejnikach silników cieplnych) w atmosferze. Dwutlenek węgla przenosi promieniowanie widzialne i ultrafioletowe Słońca, ale pochłania promieniowanie podczerwone, które dociera do kosmosu z Ziemi. Prowadzi to do wzrostu temperatury dolnej atmosfery, nasilenia huraganowych wiatrów i globalnego topnienia lodu.
2. Bezpośredni wpływ toksycznych spalin na dziką przyrodę (substancje rakotwórcze, smog, kwaśne deszcze z produktów ubocznych spalania).
3. Zniszczenie warstwy ozonowej podczas lotów samolotów i wystrzeliwania rakiet. Ozon z górnej atmosfery chroni całe życie na Ziemi przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym Słońca.

Wyjściem z nadchodzącego kryzysu środowiskowego jest zwiększenie wydajności silników cieplnych (wydajność nowoczesnych silników cieplnych rzadko przekracza 30%); zastosowanie sprawnych silników i neutralizatorów szkodliwych spalin; wykorzystanie alternatywnych źródeł energii (panele słoneczne i grzejniki) oraz alternatywnych środków transportu (rowery itp.).

Kiedy mówimy o odwracalności procesów, należy pamiętać, że jest to pewna idealizacja. Wszystkie rzeczywiste procesy są nieodwracalne, dlatego cykle, na których działają silniki cieplne, są również nieodwracalne, a zatem brak równowagi. Jednak w celu uproszczenia oszacowań ilościowych takich cykli należy je uznać za równowagę, to znaczy jakby składały się tylko z procesów równowagi. Wymaga to dobrze rozwiniętego aparatu o klasycznej termodynamice.

Słynny cykl idealnego silnika Carnota jest uważany za równowagę odwrotnego procesu kołowego. W rzeczywistych warunkach żaden cykl nie może być idealny, ponieważ występują straty. Odbywa się między dwoma źródłami ciepła o stałej temperaturze na radiatorze T 1  i radiator T.  2, a także płyn roboczy, w którym przyjmuje się idealny gaz (ryc. 3.1).

Ryc. 3.1Cykl silnika cieplnego

Wierzymy w to T 1 > T.  2 oraz odprowadzanie ciepła z radiatora i dopływ ciepła do radiatora nie wpływają na ich temperatury, T 1  i T 2  pozostają stałe. Oznacz parametry gazu w lewym skrajnym położeniu tłoka silnika cieplnego: ciśnienie - P 1  objętość - V 1temperatura T. 1. Jest to punkt 1 na wykresie na osiach P-V.W tym momencie gaz (czynnik roboczy) oddziałuje z przekaźnikiem ciepła, którego temperatura również T.  1. Gdy tłok przesuwa się w prawo, ciśnienie gazu w cylindrze zmniejsza się, a objętość wzrasta. Będzie to trwało, dopóki tłok nie znajdzie się w pozycji określonej w punkcie 2, gdzie parametry płynu roboczego (gazu) przyjmują wartości P 2, V 2, T 2. Temperatura w tym punkcie pozostaje niezmieniona, ponieważ temperatura wymiany gazu i ciepła jest taka sama podczas przejścia tłoka z punktu 1 do punktu 2 (ekspansja). Taki proces, w którym T.nie zmienia się, nazywa się izotermą, a krzywa 1-2 nazywa się izotermą. W tym procesie ciepło jest przekazywane z przekaźnika ciepła do płynu roboczego Pytanie 1.

W punkcie 2 cylinder jest całkowicie odizolowany od środowiska zewnętrznego (nie ma wymiany ciepła), a przy dalszym ruchu tłoka w prawo ciśnienie zmniejsza się, a objętość wzrasta zgodnie z krzywą 2-3, która nazywa się adiabatyczny(proces bez wymiany ciepła z otoczeniem). Gdy tłok przesunie się do skrajnie właściwej pozycji (punkt 3), proces rozprężania zakończy się, a parametry będą miały wartości P 3, V 3, a temperatura stanie się równa temperaturze radiatora T.  2) Przy takim położeniu tłoka izolacja płynu roboczego jest zmniejszona i wchodzi w interakcję z odbiornikiem ciepła. Jeśli teraz zwiększysz ciśnienie na tłoku, przesunie się on w lewo przy stałej temperaturze T 2  (kompresja). Oznacza to, że ten proces kompresji będzie izotermiczny. W tym procesie ciepło Pytanie 2  przejdzie z płynu roboczego do radiatora. Tłok, przesuwając się w lewo, dojdzie do punktu 4 z parametrami P 4, V 4  i T2, gdzie płyn roboczy jest ponownie izolowany ze środowiska zewnętrznego. Dalsze ściskanie zachodzi wzdłuż adiabatu 4–1 wraz ze wzrostem temperatury. W punkcie 1 kompresja kończy się parametrami płynu roboczego P 1, V 1, T 1. Tłok powrócił do pierwotnego stanu. W punkcie 1 usuwa się izolację płynu roboczego ze środowiska zewnętrznego i cykl się powtarza.

Wydajność idealnego silnika Carnota.