基本内容

既然卡诺循环的效率由热源和热阱的温度唯一决定，那么要提高循环效率就必须提高热源温度并降低热阱的温度。在实际中，这一方法被以下约束条件所限制。

对于一个真实循环，热阱被限制为环境温度，因此，其温度大约为15℃。

热源的温度也受限于燃料的燃烧温度或者结构材料（如石墨球、包壳等）的温度上限。在化石燃料的情况下，温度上限约为1670℃。但是因为冶金术对于锅炉的限制，即使这个温度也是不可能达到的。因此，最大可以达到的热源温度上限大约只有800℃。这些限制使得卡诺循环的最大可达到效率为73%。

因此，在使用理想部件的卡诺循环中，由于现实世界的限制，能够将3/4的热量转换为功。但是，正如已经说明的，这一理想效率远超出任何真实系统的效率。

为什么73%的效率是不可能的？我们先分析卡诺循环，然后比较循环使用的真实与理想部件。我们将通过观察使用真实与理想部件的卡诺循环的温熵图来进行这个比较分析。

卡诺循环

这与图中给出的标着可利用能量的在288K（15℃）和1073K（800℃）之间的阴影部分面积相等。从图中，我们可以看出，任一工作于低于1073K温度的卡诺循环效率都会更低。如果能够将材料抗高温性能提高至1073K以上，我们将可以增加系统的可利用能量。

卡诺循环与典型能量循环能量获得对比图

水是工质，如果要求工作压力小于13MPa，那么要想获得1073K的温度是不可能的。事实上，水的性质和传热过程要求在一定范围的压力下对水进行加热。因为这个原因，我们加热的平均温度远远低于材料允许的最高温度。

实际能达到的温度远远小于理想循环能到达温度的一半。典型化石能源循环的效率约40%，而核电厂循环的效率大约为31%。注意这些循环的效率都只有理想循环效率（73%）的一半左右。

朗肯循环的能量损失同样能通过两种循环对比发现，如图所示。通过对比看出，一个循环的不可利用能量可以和另一个循环进行比较，从而确定哪一个循环效率更高。

朗肯循环效率比较