วัฏจักรเทอร์โมไดนามิกประกอบด้วยลำดับของกระบวนการเทอร์โมไดนามิก ที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนความร้อนและงานเข้าและออกจากระบบ ในขณะที่ความดัน อุณหภูมิ และตัวแปรสถานะ อื่นๆ ภายในระบบเปลี่ยนแปลงไป และในที่สุดจะทำให้ระบบ กลับคืน สู่สถานะเริ่มต้น^{[ 1 ]}ในกระบวนการผ่านวัฏจักร ของเหลวทำงาน (ระบบ) อาจแปลงความร้อนจากแหล่งความร้อนให้เป็นงานที่มีประโยชน์ และกำจัดความร้อนที่เหลือไปยังแหล่งความเย็น จึงทำหน้าที่เป็นเครื่องยนต์ความร้อนในทางกลับกัน วัฏจักรอาจกลับทิศทางได้และใช้แรงงานในการเคลื่อนย้ายความร้อนจากแหล่งความเย็นและถ่ายโอนไปยังแหล่งความร้อน จึงทำหน้าที่เป็นปั๊มความร้อนหากในทุกจุดของวัฏจักร ระบบอยู่ในสมดุลเทอร์โมไดนามิกวัฏจักรนั้นจะสามารถย้อนกลับได้ ไม่ว่าจะดำเนินการแบบย้อนกลับได้หรือย้อนกลับไม่ได้ การเปลี่ยนแปลง เอนโทรปี สุทธิ ของระบบจะเป็นศูนย์ เนื่องจากเอนโทรปีเป็นฟังก์ชัน สถานะ

ในวัฏจักรปิด ระบบจะกลับคืนสู่สถานะทางเทอร์โมไดนามิกดั้งเดิมของอุณหภูมิและความดันปริมาณกระบวนการ (หรือปริมาณเส้นทาง) เช่นความร้อนและงานจะขึ้นอยู่กับกระบวนการ สำหรับวัฏจักรที่ระบบกลับคืนสู่สถานะเริ่มต้นกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์จะนำมาใช้ได้:

${\displaystyle \Delta U=E_{in}-E_{out}=0}$

ข้อความข้างต้นระบุว่าพลังงานภายใน ( ) ของระบบไม่มีการเปลี่ยนแปลง ตลอดวัฏจักร แสดงถึงงานและความร้อนทั้งหมดที่ป้อนเข้าไปในระหว่างวัฏจักร และจะเป็นงานและความร้อนทั้งหมดที่ส่งออกไปในระหว่างวัฏจักร ลักษณะการทำงานซ้ำๆ ของกระบวนการทำให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ทำให้วัฏจักรเป็นแนวคิดที่สำคัญในอุณหพลศาสตร์วัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์มักถูกแสดงทางคณิตศาสตร์เป็นกระบวนการกึ่งคงที่ในการจำลองการทำงานของอุปกรณ์จริง ${\displaystyle U}$${\displaystyle E_{in}}$${\displaystyle E_{out}}$

วัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกหลักๆ มีสองประเภท ได้แก่วัฏจักรพลังงานและวัฏจักรปั๊มความร้อนวัฏจักรพลังงานคือวัฏจักรที่แปลงความร้อนที่ป้อนเข้าไปเป็นงานเชิงกลในขณะที่วัฏจักรปั๊มความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิต่ำไปยังอุณหภูมิสูงโดยใช้งานเชิงกลเป็นอินพุต วัฏจักรที่ประกอบด้วยกระบวนการกึ่งคงที่ทั้งหมดสามารถทำงานเป็นวัฏจักรพลังงานหรือวัฏจักรปั๊มความร้อนได้โดยการควบคุมทิศทางของกระบวนการ ในแผนภาพความดัน-ปริมาตร (PV)หรือแผนภาพอุณหภูมิ-เอน โทร ปี ทิศทางตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกาแสดงถึงวัฏจักรพลังงานและวัฏจักรปั๊มความร้อนตามลำดับ

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสุทธิของคุณสมบัติสถานะในระหว่างวัฏจักรทางเท อร์โมไดนามิกเป็นศูนย์ จึงก่อให้เกิดวงปิดบนแผนภาพ PV แกนYของแผนภาพ PV แสดงความดัน ( P ) และ แกน X แสดงปริมาตร ( V ) พื้นที่ ที่ล้อมรอบด้วยวงปิดคือ งานสุทธิ ( ) ที่ทำโดยกระบวนการต่างๆ นั่นคือ วัฏจักร: ${\displaystyle W_{net}}$

${\displaystyle {\text{(1)}}\qquad W_{net}=\oint P\ dV}$

งานนี้เท่ากับความร้อนสุทธิ (Q) ที่ถ่ายเทเข้าและออกจากระบบ:

${\displaystyle {\text{(2)}}\qquad W_{net}=Q_{net}=Q_{in}-Q_{out}}$

สมการ (2) สอดคล้องกับกฎข้อแรก แม้ว่าพลังงานภายในจะเปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการวัฏจักร แต่เมื่อกระบวนการวัฏจักรสิ้นสุดลง พลังงานภายในของระบบจะเท่ากับพลังงานที่ระบบมีเมื่อเริ่มกระบวนการ

ถ้ากระบวนการหมุนเวียนหมุนตามเข็มนาฬิกาไปรอบวงจร ค่าจะเป็นบวก เครื่องจักรหมุนเวียนจะเปลี่ยนความร้อนที่แลกเปลี่ยนบางส่วนให้เป็นงาน และแสดงถึงเครื่องยนต์ความร้อนแต่ถ้าหมุนทวนเข็มนาฬิกา ค่าจะเป็นลบ เครื่องจักรหมุนเวียนจะต้องการงานเพื่อดูดซับความร้อนที่อุณหภูมิต่ำและปล่อยความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า และแสดงถึงปั๊มความร้อน ${\displaystyle W_{net}}$${\displaystyle W_{net}}$

กระบวนการต่อไปนี้มักใช้เพื่ออธิบายขั้นตอนต่างๆ ของวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิก:

• อะเดียแบติก  : ไม่มีการถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อน ( ) ในช่วงส่วนนั้นของวัฏจักร ( ) การถ่ายเทพลังงานถือเป็นงานที่ระบบทำเท่านั้น${\displaystyle Q}$${\displaystyle \delta Q=0}$
• ไอโซเทอร์มอล  : กระบวนการเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่ในช่วงนั้นของวัฏจักร ( , ) การถ่ายโอนพลังงานถือเป็นความร้อนที่ถูกดึงออกจากระบบหรืองานที่ทำโดยระบบ${\displaystyle T=\mathrm {constant} }$${\displaystyle dT=0}$
• ไอโซบาริก  : ความดันในส่วนนั้นของวัฏจักรจะคงที่ ( , ) การถ่ายโอนพลังงานถือเป็นการดึงความร้อนออกจากระบบหรือการทำงานที่เกิดขึ้นในระบบ${\displaystyle P=\mathrm {คงที่} }$${\displaystyle dP=0}$
• กระบวนการ ไอโซโคริก  : กระบวนการนี้มีปริมาตรคงที่ ( , ) การถ่ายโอนพลังงานถือเป็นการดึงความร้อนออกจากระบบ เนื่องจากงานที่ระบบทำมีค่าเป็นศูนย์${\displaystyle V=\mathrm {คงที่} }$${\displaystyle dV=0}$
• กระบวนการ ไอเซนโทรปิก  : กระบวนการนี้มีเอนโทรปีคงที่ ( , ) เป็นกระบวนการอะเดียแบติก (ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนหรือมวล) และผันกลับได้${\displaystyle S=\mathrm {คงที่} }$${\displaystyle dS=0}$
• ไอเซนทัลปี  : กระบวนการที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของเอนทัลปีหรือเอนทัลปีจำเพาะ
• โพลีโทรปิก  : กระบวนการที่ปฏิบัติตามความสัมพันธ์.${\displaystyle PV^{n}=\คณิตศาสตร์ {คงที่} }$
• ย้อนกลับได้  : กระบวนการที่การผลิตเอนโทรปีสุทธิเป็นศูนย์${\displaystyle dS-{\frac {\delta Q}{T}}=0}$

วัฏจักรออตโตเป็นตัวอย่างหนึ่งของวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกที่ผันกลับได้

• 1→2: การขยายตัวแบบ ไอเซนโทรปิก / อะเดียแบติก : เอนโทรปี คงที่ (s), ความดัน ลดลง (P), ปริมาตร เพิ่มขึ้น (v), อุณหภูมิลดลง(T)
• 2→3: การทำความเย็น แบบปริมาตรคงที่ : ปริมาตรคงที่ (v), ความดันลดลง (P), เอนโทรปีลดลง (S), อุณหภูมิลดลง (T)
• 3→4: การอัดแบบไอเซนโทรปิก/อะเดียแบติก: เอนโทรปีคงที่ (s), ความดันเพิ่มขึ้น (P), ปริมาตรลดลง (v), อุณหภูมิเพิ่มขึ้น (T)
• 4→1: การให้ความร้อนแบบปริมาตรคงที่: ปริมาตรคงที่ (v), ความดันเพิ่มขึ้น (P), เอนโทรปีเพิ่มขึ้น (S), อุณหภูมิเพิ่มขึ้น (T)

วัฏจักรพลังงานทางเทอร์โมไดนามิกเป็นพื้นฐานของการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า ส่วนใหญ่ของโลกและขับเคลื่อน ยานยนต์ส่วนใหญ่วัฏจักรพลังงานสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ วัฏจักรจริงและวัฏจักรในอุดมคติ วัฏจักรที่พบในอุปกรณ์จริง (วัฏจักรจริง) นั้นวิเคราะห์ได้ยากเนื่องจากมีผลกระทบที่ซับซ้อน (แรงเสียดทาน) และไม่มีเวลาเพียงพอสำหรับการสร้างสภาวะสมดุล เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์และการออกแบบ จึงมีการสร้างแบบจำลองในอุดมคติ (วัฏจักรในอุดมคติ) ขึ้นมา แบบจำลองในอุดมคตินี้ช่วยให้วิศวกรสามารถศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์หลักที่ควบคุมวัฏจักรได้โดยไม่ต้องเสียเวลามากในการคำนวณรายละเอียดที่ซับซ้อนในแบบจำลองวัฏจักรจริง

วัฏจักรพลังงานยังสามารถแบ่งได้ตามประเภทของเครื่องยนต์ความร้อนที่ต้องการจำลอง วัฏจักรที่ใช้จำลองเครื่องยนต์สันดาปภายใน ที่พบได้บ่อยที่สุด คือวัฏจักรออตโต (Otto cycle ) ซึ่งจำลองเครื่องยนต์เบนซินและวัฏจักรดีเซล (Diesel cycle ) ซึ่งจำลองเครื่องยนต์ดีเซลส่วนวัฏจักรที่จำลองเครื่องยนต์สันดาปภายนอกได้แก่วัฏจักรเบรย์ตัน (Brayton cycle ) ซึ่งจำลองกังหันก๊าซ วัฏจักรแรงไคน์ ( Rankine cycle ) ซึ่งจำลองกังหันไอน้ำ วัฏจักรสเตอร์ลิง ( Stirling cycle ) ซึ่งจำลองเครื่องยนต์อากาศร้อนและวัฏจักรเอริคสัน (Ericsson cycle ) ซึ่งจำลองเครื่องยนต์อากาศร้อนเช่นกัน

ตัวอย่างเช่นงานเชิงกลที่ได้จากวัฏจักรสเตอร์ลิงในอุดมคติ (งานสุทธิที่ได้) ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิก 4 กระบวนการ คือ:

${\displaystyle {\text{(3)}}\qquad W_{\rm {net}}=W_{1\to 2}+W_{2\to 3}+W_{3\to 4}+W_{4\to 1}}$

${\displaystyle W_{1\to 2}=\int _{V_{1}}^{V_{2}}P\,dV,\,\,{\text{ลบ, งานที่ทำกับระบบ}}}$

${\displaystyle W_{2\to 3}=\int _{V_{2}}^{V_{3}}P\,dV,\,\,{\text{ศูนย์ทำงานตั้งแต่ }}V_{2}=V_{3}}$

${\displaystyle W_{3\to 4}=\int _{V_{3}}^{V_{4}}P\,dV,\,\,{\text{positive, work done by system}}}$

${\displaystyle W_{4\to 1}=\int _{V_{4}}^{V_{1}}P\,dV,\,\,{\text{ศูนย์ทำงานตั้งแต่ }}V_{4}=V_{1}}$

สำหรับวัฏจักรสเตอร์ลิงในอุดมคติ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเกิดขึ้นในกระบวนการ 4-1 และ 2-3 ดังนั้นสมการ (3) จึงลดรูปเหลือ:

${\displaystyle {\text{(4)}}\qquad W_{\rm {net}}=W_{1\to 2}+W_{3\to 4}}$

วงจรปั๊มความร้อนแบบเทอร์โมไดนามิกเป็นแบบจำลองสำหรับปั๊มความร้อนและตู้เย็น ในครัวเรือน ไม่มีความแตกต่างระหว่างทั้งสองอย่าง ยกเว้นว่าจุดประสงค์ของตู้เย็นคือการทำความเย็นในพื้นที่ขนาดเล็กมาก ในขณะที่ปั๊มความร้อนในครัวเรือนมีจุดประสงค์เพื่อทำความร้อนหรือทำความเย็นให้กับบ้าน ทั้งสองทำงานโดยการเคลื่อนย้ายความร้อนจากพื้นที่เย็นไปยังพื้นที่อุ่น วงจรทำความเย็นที่พบได้บ่อยที่สุดคือวงจรการอัดไอซึ่งจำลองระบบที่ใช้สารทำความเย็นที่เปลี่ยนสถานะ วงจรทำความเย็นแบบดูดซับเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ดูดซับสารทำความเย็นในสารละลายของเหลวแทนที่จะระเหย วงจรทำความเย็นด้วยแก๊ส ได้แก่ วงจรเบรย์ตันแบบย้อนกลับและวงจรแฮมป์สัน-ลินเดวงจรการอัดและการขยายตัวหลายรอบช่วยให้ระบบทำความเย็นด้วยแก๊สสามารถเปลี่ยนแก๊สให้เป็นของเหลวได้

วัฏจักรเทอร์โมไดนามิกอาจใช้เพื่อจำลองอุปกรณ์และระบบจริง โดยทั่วไปแล้วจะใช้สมมติฐานหลายประการเพื่อลดปัญหาให้เป็นรูปแบบที่จัดการได้ง่ายขึ้น^{[ 2 ]}ตัวอย่างเช่น ดังแสดงในรูป อุปกรณ์ต่างๆ เช่นกังหันก๊าซหรือเครื่องยนต์ไอพ่นสามารถจำลองได้เป็นวัฏจักรเบรย์ตันอุปกรณ์จริงประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ซึ่งแต่ละขั้นตอนจะถูกจำลองเป็นกระบวนการเทอร์โมไดนามิกในอุดมคติ แม้ว่าแต่ละขั้นตอนที่กระทำต่อของเหลวทำงานจะเป็นอุปกรณ์จริงที่ซับซ้อน แต่ก็สามารถจำลองเป็นกระบวนการในอุดมคติที่ประมาณพฤติกรรมจริงได้ หากมีการเพิ่มพลังงานด้วยวิธีการอื่นนอกเหนือจากการเผาไหม้ สมมติฐานเพิ่มเติมคือ ก๊าซไอเสียจะถูกส่งจากท่อไอเสียไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะระบายความร้อนส่วนเกินสู่สิ่งแวดล้อม และก๊าซทำงานจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ที่ขั้นตอนขาเข้า

ความแตกต่างระหว่างวัฏจักรในอุดมคติและประสิทธิภาพการทำงานจริงอาจมีนัยสำคัญ^{[ 2 ]}ตัวอย่างเช่น ภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในผลผลิตงานที่คาดการณ์โดยวัฏจักรสเตอร์ลิง ในอุดมคติ และประสิทธิภาพการทำงานจริงของเครื่องยนต์สเตอร์ลิง:

วัฏจักรสเตอร์ลิงในอุดมคติ	ประสิทธิภาพที่แท้จริง	ภาพแสดงผลลัพธ์จริงและผลลัพธ์ในอุดมคติที่ซ้อนทับกัน แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของผลผลิต

เนื่องจากผลผลิตงานสุทธิของวัฏจักรแสดงโดยส่วนภายในของวัฏจักร จึงมีความแตกต่างอย่างมากระหว่างผลผลิตงานที่คาดการณ์ไว้ของวัฏจักรในอุดมคติและผลผลิตงานจริงที่แสดงโดยเครื่องยนต์จริง นอกจากนี้ยังอาจสังเกตได้ว่ากระบวนการแต่ละอย่างในความเป็นจริงนั้นแตกต่างจากกระบวนการในอุดมคติ ตัวอย่างเช่น การขยายตัวแบบปริมาตรคงที่ (กระบวนการ 1-2) เกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรจริงบางส่วน

ในทางปฏิบัติ วัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกในอุดมคติอย่างง่ายมักประกอบด้วยกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิก สี่ กระบวนการ สามารถใช้กระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อสร้างแบบจำลองวัฏจักรในอุดมคติ มักจะใช้กระบวนการที่ตัวแปรสถานะหนึ่งคงที่ เช่น:

• อะเดียแบติก (ความร้อนคงที่)
• ไอโซเทอร์ มอล (อุณหภูมิคงที่)
• ไอโซบาริก (ความดันคงที่)
• ไอโซโคริก (ปริมาตรคงที่)
• ไอเซนโทรปิก (เอนโทรปีคงที่)
• ไอเซนทัลปี (เอนทัลปีคงที่)

ตัวอย่างวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกและกระบวนการที่เป็นส่วนประกอบมีดังต่อไปนี้:

วัฏจักรในอุดมคติสามารถวิเคราะห์ได้ง่ายและประกอบด้วย:

1. ด้านบน (A) และด้านล่าง (C) ของวง: กระบวนการไอโซบาริกคู่ขนาน
2. ด้านขวา (B) และด้านซ้าย (D) ของวง: กระบวนการไอโซโคริกคู่ขนาน

ถ้าสารทำงานเป็นก๊าซอุดมคติจะเป็นฟังก์ชันของ เท่านั้นสำหรับระบบปิด เนื่องจากความดันภายในเป็นศูนย์ ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของก๊าซอุดมคติที่ผ่านกระบวนการต่างๆ ที่เชื่อมโยงสถานะเริ่มต้นกับสถานะสุดท้ายจะกำหนดโดยสูตรเสมอ ${\displaystyle U}$${\displaystyle T}$${\displaystyle a}$${\displaystyle b}$

${\displaystyle \Delta U=\int _{a}^{b}C_{v}dT}$

โดยถือว่าค่าดังกล่าวคงที่สำหรับกระบวนการใดๆ ที่เกิดขึ้นกับก๊าซในอุดมคติ ${\displaystyle C_{v}}$${\displaystyle \Delta U=C_{v}\Delta T}$

ภายใต้สมมติฐานชุดนี้ สำหรับกระบวนการ A และ C เราจะได้และในขณะที่สำหรับกระบวนการ B และ D เราจะได้ และ ${\displaystyle W=p\Delta v}$${\displaystyle Q=C_{p}\Delta T}$${\displaystyle W=0}$${\displaystyle Q=\Delta U=C_{v}\Delta T}$

งานทั้งหมดที่ทำต่อรอบคือซึ่งก็คือพื้นที่ของสี่เหลี่ยมผืนผ้า หากต้องการทราบปริมาณความร้อนทั้งหมดต่อรอบ ก็สามารถหาได้ง่ายๆ เนื่องจากเราจึงได้ ${\displaystyle W_{cycle}=p_{A}(v_{2}-v_{1})+p_{C}(v_{4}-v_{3})=p_{A}(v_{2}-v_{1})+p_{C}(v_{1}-v_{2})=(p_{A}-p_{C})(v_{2}-v_{1})}$${\displaystyle \Delta U_{cycle}=Q_{cycle}-W_{cycle}=0}$${\displaystyle Q_{cycle}=W_{cycle}}$

ดังนั้น จึงมีการคำนวณปริมาณความร้อนรวมต่อรอบโดยไม่ต้องทราบค่าความจุความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในแต่ละขั้นตอน (แม้ว่าข้อมูลนี้จะจำเป็นสำหรับการประเมินประสิทธิภาพทางเทอร์โมไดนามิกของวงจรก็ตาม)

วัฏจักรคาร์โนต์เป็นวัฏจักรที่ประกอบด้วยกระบวนการผันกลับได้ อย่างสมบูรณ์ ของ การอัดและการขยายตัว แบบไอเซนโทรปิกและการเพิ่มและการปล่อยความร้อน แบบไอโซเทอร์มอลประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรคาร์โนต์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของแหล่งกักเก็บความร้อนทั้งสองที่เกิดการถ่ายเทความร้อนเท่านั้น และสำหรับวัฏจักรพลังงานจะมีค่าดังนี้:

${\displaystyle \eta =1-{\frac {T_{L}}{T_{H}}}}$

อุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุด อยู่ ที่ใด สำหรับวัฏจักรพลังงานคาร์โนต์ ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนคือ: ${\displaystyle {T_{L}}}$${\displaystyle {T_{H}}}$

${\displaystyle \ COP=1+{\frac {T_{L}}{T_{H}-T_{L}}}}$

และสำหรับตู้เย็นค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพคือ:

${\displaystyle \ COP={\frac {T_{L}}{T_{H}-T_{L}}}}$

กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์จำกัดประสิทธิภาพและค่า COP ของอุปกรณ์แบบวัฏจักรทั้งหมดให้อยู่ในระดับที่เท่ากับหรือต่ำกว่าประสิทธิภาพของคาร์โนต์วัฏจักรสเตอร์ลิงและวัฏจักรเอริคสันเป็นวัฏจักรผันกลับได้อีกสองแบบที่ใช้การสร้างใหม่เพื่อให้ได้การถ่ายเทความร้อนแบบอุณหภูมิคงที่

วัฏจักรสเตอร์ลิงคล้ายกับวัฏจักรออตโต เพียงแต่เส้นอะเดียแบติกถูกแทนที่ด้วยเส้นไอโซเทอร์ม นอกจากนี้ยังเหมือนกับวัฏจักรเอริคสัน เพียงแต่กระบวนการไอโซบาริกถูกแทนที่ด้วยกระบวนการปริมาตรคงที่

1. ส่วนบนและส่วนล่างของวงจร: กระบวนการไอโซเทอร์มอลคู่ขนานเกือบสมบูรณ์
2. ด้านซ้ายและด้านขวาของวง: กระบวนการไอโซโคริกคู่ขนาน

ความร้อนไหลเข้าสู่วงจรผ่านเส้นไอโซเทอร์มด้านบนและเส้นไอโซคอร์ด้านซ้าย และความร้อนบางส่วนไหลกลับออกไปผ่านเส้นไอโซเทอร์มด้านล่างและเส้นไอโซคอร์ด้านขวา แต่ความร้อนส่วนใหญ่ไหลผ่านเส้นไอโซเทอร์มทั้งสองเส้นนี้ ซึ่งสมเหตุสมผลเพราะงานทั้งหมดที่ทำในวงจรนั้นทำโดยกระบวนการไอโซเทอร์มทั้งสองเส้น ซึ่งอธิบายได้ด้วยสมการQ=Wนี่แสดงให้เห็นว่าความร้อนสุทธิทั้งหมดเข้ามาทางเส้นไอโซเทอร์มด้านบน ที่จริงแล้ว ความร้อนทั้งหมดที่เข้ามาทางเส้นไอโซคอร์ด้านซ้ายจะออกไปทางเส้นไอโซคอร์ด้านขวา: เนื่องจากเส้นไอโซเทอร์มด้านบนมีอุณหภูมิที่อุ่นกว่าเท่ากันทั้งหมดและเส้นไอโซเทอร์มด้านล่างมีอุณหภูมิที่เย็นกว่าเท่ากันทั้งหมดและเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานสำหรับเส้นไอโซคอร์เป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ดังนั้นความร้อนทั้งหมดที่เข้ามาทางเส้นไอโซคอร์ด้านซ้ายจึงถูกหักล้างอย่างแม่นยำด้วยความร้อนที่ออกไปทางเส้นไอโซคอร์ด้านขวา ${\displaystyle T_{H}}$${\displaystyle T_{C}}$

ถ้าZเป็นฟังก์ชันสถานะสมดุลของZจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการวัฏจักร:

${\displaystyle \oint dZ=0}$.

เอนโทรปีเป็นฟังก์ชันสถานะและถูกนิยามในความหมายสัมบูรณ์โดยกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ดังนี้

${\displaystyle S=\int _{0}^{T}{dQ_{rev} \over T}}$

โดยเลือกเส้นทางที่ผันกลับได้จากศูนย์สัมบูรณ์ไปยังสถานะสุดท้าย เพื่อให้ได้กระบวนการผันกลับได้แบบอุณหภูมิคงที่

${\displaystyle \Delta S={Q_{rev} \over T}}$.

โดยทั่วไป สำหรับกระบวนการวัฏจักรใดๆ จุดสถานะต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้ด้วยเส้นทางที่ย้อนกลับได้ ดังนั้น

${\displaystyle \oint dS=\oint {dQ_{rev} \over T}=0}$

หมายความว่าการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีสุทธิของของเหลวทำงานตลอดวัฏจักรมีค่าเป็นศูนย์

• เอนโทรปี
• เครื่องประหยัดพลังงาน
• วัฏจักรเทอร์โมกราวิเทชัน
• วงจรโครเมอร์

• Halliday, Resnick & Walker. พื้นฐานฟิสิกส์ , ฉบับที่ 5. John Wiley & Sons, 1997. บทที่ 21, เอนโทรปีและกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
• Çengel, Yunus A. และ Michael A. Boles. อุณหพลศาสตร์: แนวทางวิศวกรรม , ฉบับที่ 7. นิวยอร์ก: McGraw-Hill, 2011. พิมพ์.
• ฮิลล์และปีเตอร์สัน. "กลศาสตร์และอุณหพลศาสตร์ของการขับเคลื่อน", ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2. สำนักพิมพ์เพรนติสฮอลล์, 1991. 760 หน้า.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกส์