视频字幕
阿特金斯循环是热力学中的一种理想循环，广泛应用于燃气轮机的性能分析。该循环由四个热力过程组成：等熵压缩过程、等压加热过程、等熵膨胀过程和等压放热过程。这种循环模型帮助工程师理解和优化燃气轮机的工作原理，是热力工程中的重要理论基础。
现在我们详细分析阿特金斯循环的四个热力过程。首先是1到2的等熵压缩过程，工质在绝热条件下被压缩，熵值保持不变，温度和压力同时升高。接着是2到3的等压加热过程，在恒定压力下向工质加热，温度升高体积增大。然后是3到4的等熵膨胀过程，工质绝热膨胀做功，温度和压力同时降低。最后是4到1的等压放热过程，在恒定压力下工质向外放热，温度降低体积减小，完成一个完整的循环。
现在我们在压力体积坐标系中构建阿特金斯循环的示功图。P-V图的横坐标表示工质体积，纵坐标表示工质压力，曲线下的面积代表过程功，封闭曲线围成的面积代表循环净功。在P-V图上，等熵过程表现为陡峭的曲线，等压过程表现为水平直线。我们按顺序绘制四个过程：1到2的等熵压缩过程体积减小压力升高，2到3的等压加热过程压力不变体积增大，3到4的等熵膨胀过程体积增大压力降低，4到1的等压放热过程压力不变体积减小，形成一个完整的封闭循环。
现在我们分析P-V示功图中封闭面积的物理意义。在P-V图中，曲线下的面积代表过程功，封闭循环围成的面积代表循环净功。循环包含正功和负功两部分：正功来自膨胀过程，包括2到3的等压膨胀和3到4的等熵膨胀；负功来自压缩过程，包括4到1的等压压缩和1到2的等熵压缩。循环净功等于正功减去负功，在图形上表现为封闭曲线围成的面积。面积越大，循环净功越大，循环效率越高。这就是为什么示功图是分析热力循环性能的重要工具。
现在我们基于示功图分析推导阿特金斯循环的热效率表达式。热效率定义为净功与吸热量的比值，也等于1减去放热量与吸热量的比值。对于阿特金斯循环，吸热过程是2到3的等压加热过程，放热过程是4到1的等压放热过程。在T-s图上，这两个过程下方的面积分别代表吸热量和放热量。通过热力学分析，我们可以得到热效率公式：η等于1减去T4减T1与T3减T2的比值。这个公式表明，循环效率取决于高温和低温过程的温度差，温度差越大，循环效率越高。