斯特林循环

斯特林循环（英语：Stirling Cycle）是描述一般斯特林装置类别的热力学循环。这些装置包括由罗伯特·斯特林在工程师弟弟的协助下于1816年发明并注册专的斯特林发动机^[1]。

由于理想奥图循环和迪塞尔循环在不可逆的等容或等压的加热和散热过程中有通过有限温差来进行热传递，因此并非完全可逆。这不可逆性使得其热效率比在同样温度限制下的卡诺热机要低。斯特林循环就是另一种有等温加热和散热过程的循环，是卡诺循环的修改版本，当中卡诺的两次等熵过程由两次等容蓄热过程所取代。

斯特林循环可逆，意味着只要有机械功率，它就能被用作加热或制冷用的热泵，这样的热泵甚至还能被用于低温物理学。斯特林循环就是使用了气态工作流体的密闭蓄热式（英语：蓄熱式換熱器）循环。“密闭循环”指的是工作流体是被永久封存于热力学系统中的。这也是外燃机引擎分类的特点。“蓄热式”指的是内部有用到一种负责增加热效率的装置，叫蓄热器。

斯特林循环与其他热循环一样是四道过程︰压缩、加热、膨胀和散热。然而这些过程不是分开的，而是重叠的。

斯特林循环是一门相当进阶的研究主题，因为190年来许多专家都分析不了。要描述这个循环需要相当进阶的热力学。以色列·乌列利教授写道︰“……各种‘理想’循环（例如施密特循环）既不能实现，又不能代表斯特林循环^[2]。”

蓄热器（英语：蓄熱式換熱器）（斯特林循环的中央蓄热器）的分析难题被雅可布列为“工程学中最困难和最复杂的问题之一^[3][4]。”

理想斯特林循环热力学

图为理想斯特林循环的Pressure volume diagram（英语：壓力體積圖）。在斯特林循环的实际应用中（例如斯特林引擎），循环的图是准椭圆的。

理想斯特林循环^[5]共有四道作用于工作流体热力学过程（见右图）︰

1. 1→2 等温加热（膨胀）
2. 2→3 等容散热（体积不变）
3. 3→4 等温散热（压缩）
4. 4→1 等容加热（体积不变）