参考资料

卡诺循环是热力学中一个理想化的循环过程，由法国工程师尼古拉·卡诺于1824年提出。它由四个完全可逆的步骤组成：等温吸热、等熵膨胀、等温放热和等熵压缩。通过卡诺循环，我们可以解释熵的变化。

1. 等温吸热：在这一过程中，系统从高温热库吸收热量，由于过程是等温的，系统的温度保持不变。根据熵的定义，熵变 ( \Delta S ) 可以表示为 ( \Delta S = \frac{Q}{T} )，其中 ( Q ) 是吸收的热量，( T ) 是绝对温度。因此，在这个过程中熵会增加。

2. 等熵膨胀：此过程是绝热的，系统与外界没有热量交换，因此熵保持不变。

3. 等温放热：在这一过程中，系统向低温热库放出热量，同样由于是等温过程，熵变同样由 ( \Delta S = \frac{Q}{T} ) 决定，但这次是负值，因为系统放出热量，所以熵减少。

4. 等熵压缩：与等熵膨胀类似，这是一个绝热过程，系统的熵不变。

整个卡诺循环中，系统的熵变是吸热过程熵增和放热过程熵减的差值。由于卡诺循环是一个封闭的循环，总熵变理论上为零。这表明在一个理想的可逆过程中，系统的熵不会增加，这是热力学第二定律的一个体现。

图片来源：科学网

图片来源：buildenvi

通过这些图像，我们可以更直观地理解卡诺循环中熵的变化。