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190年前，法國工程師尼古拉•萊昂納爾•薩迪•卡諾，構造了在加熱器與冷凝器之間的一個理想循環：汽缸與加熱器相連，汽缸內的工作物質水和飽和蒸汽就與加熱器的溫度相同，汽缸內的蒸汽如此緩慢地膨脹著，以致在整個過程中，蒸汽和水都處于熱平衡。然后使汽缸與加熱器隔絕，蒸汽絕熱膨脹到溫度降至與冷凝器的溫度相同為止。然后活塞緩慢壓縮蒸汽，經過一段時間后汽缸與冷凝器脫離，作絕熱壓縮直到回復原來的狀態。
這一由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的循環，即后來所稱的“卡諾循環”。
逆卡諾循環，是卡諾循環的逆過程，低溫時做功吸熱，高溫時做負功放熱，將功轉換為熱。也是包括空氣源熱泵在內的所有熱泵的工作原理。同時，這也是我們日常生活中常見的空調、冰箱等制冷系統的工作原理。逆卡諾循環也包括四個步驟，都為可逆過程：絕熱膨脹，在這個過程中系統對環境作功，降溫；等溫膨脹，在這個過程中系統從低溫環境中吸收熱量，同時對環境做與該熱量等量的功；絕熱壓縮，在這個過程中系統對環境作負功，升溫；等溫壓縮，系統恢復原來狀態，在這個過程中系統向高溫環境中放出熱量，同時環境向系統做與該熱量等量的功，即負功。
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