热学之热机与制冷机.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.6 循环过程与热机效率,理论科学才能与实验科学才能,法国工程师,萨迪,卡诺,发电厂蒸汽动力循环示意图,A,Q,Q,1,2,高温热源,低温热源,热机工作示意图,冷凝器,550,C,0,过,热,器,锅,炉,给水泵,冷,却,水,气,轮,机,发电机,Q,Q,1,2,A,20,C,0,高温高压蒸汽,一、蒸汽机与热机,(,heat engine,),二、热机循环,?循环过程:,一系统由某一,平衡态,出发，经过任意的一,系列过程又回到,原平衡态,的整个变化过程。,?热机:,持续不断地将热转换为功的装置。,工质:,在热机中参与热功转换的媒介物质。,?循环过程的特点:,经一个循环后系统的内能不变,;,即,U=0,P,V,O,a,净功:,A,=,循环过程曲线所包围的面积,=,Q,Q,1,2,Q,1,Q,2,循环过程顺时针方向 循环过程逆时针方,向,系统对外作正功,A 0,外界对系统作功,A 0,系统放热,Q=A 0,在低温热源放热,Q,2,对外输出净功,A0,;,经一循环工质内能不变,其所吸收的热量不能,100%,地转化为有用功。,A:,高温热源,B:,锅炉,C:,水泵,D:,气缸,E:,低温热源,循环效果：,利用高温热源吸收的热能对外作功。,Q,1,Q,2,P,V,O,a,b,循环曲线,Q,1,高温热源吸热;,Q,2,低温热源放热;,Q,1,Q,2,均取绝对值.,注意：,热机效率定义：,在一周循环过程中，工作物质对外所作的功,A,占从高温热源吸收的热量,Q,1,的比例，即,B:,热交换,C:,减压阀,D:,冷却室,E:,压缩机,逆循环致冷机,特征:,P-V,图中循环过程沿逆时针方向进行;,工质经一循环,外界必须对系统做功,系统从低温热源吸热,Q,2,向高温热源放热,Q,1,使低温热源温度更低。,循环效果,：利用外界作功将热量从低温处送到高温处。,制冷系数：,Q,1,Q,2,P,V,O,a,b,循环曲线,Q,1,高温热源放热;,Q,2,低温热源吸热;,Q,1,Q,2,均取绝对值.,注意：,利用热泵取暖，要比用电炉等电热器效率高得多。,关于热泵：,是利用致冷机对室内供热的一种设备。,把室内空气作为致冷机的高温热源，而把室外的空气看作低温热源，则在每一循环内，把从低温热源吸取的热量,Q,2,和外界对系统所作的功,A,，,一起送到室内。,所以室内得到的热量为,三、卡诺热机,a,b,c,d,V,V,V,P,T,V,V,2,0,2,1,3,1,4,T,等温线,绝,热,线,热机的效率,1,A,Q,=,Q,1,Q,Q,2,1,=,=,2,1,Q,Q,1,卡诺循环,(,Carnot cycle,),是在两个恒温热源之间工作的循环过程，体现了热机循环的最基本特征。,RT,Q,V,V,4,2,3,=,M,M,mol,ln,2,RT,Q,2,1,1,M,M,mol,ln,1,V,V,=,=,ln,ln,T,T,V,V,V,V,4,3,2,1,1,2,1,=,Q,Q,2,1,1,卡,三、卡诺热机,热机的效率,1,A,Q,=,Q,1,Q,Q,2,1,=,=,2,1,Q,Q,1,a,b,c,d,V,V,V,P,T,V,V,2,0,2,1,3,1,4,T,Q,1,Q,2,V,V,V,V,1,2,3,4,=,T,1,T,2,1,=,卡,ad,绝热过程,V,V,T,T,1,1,1,1,2,4,=,bc,绝热过程,=,V,V,T,T,2,2,3,1,1,1,ln,ln,T,V,V,V,V,3,4,2,1,1,2,1,=,卡,T,卡诺热机的效率,(,efficiency,),a,b,c,d,V,V,V,P,T,V,V,2,0,2,1,3,1,4,T,Q,1,Q,2,（1）,卡诺热机工作物质只与两个热源交换能量，且整个过程都是,准静态过程,卡诺循环由,两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程,组成。,（2）,理想气体卡诺循环的效率只由高温热源和低温热源的温度决定：,两个热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量,Q,1,的利用率越高，,这是,提高热机效率,的方向之一。,几点说明：,恩格斯,评价：,“,他撇开这些对主要过程无关重要的次要情况而设计了一种,理想的蒸汽机,（或煤油机）。,的确！这样一部机器就像几何学上,线或面,一样是决不可能制造出来的，但它按自己的方式起了像这些数学抽象所起的同样作用：它表现了,纯粹的、独立的、真正的,过程。,”,解：,a,b,A,0,0,U,A,a,ab,b,U,U,Q,ab,=,+,0,b,c,bc,b,Q,=,c,U,U,0,b,A,=,0,c,U,U,0,同样可得：,例,1,：1,mol,氢气作如图所示的循环过程,A.,判别各过程热量的符号；,B.,计算此循环之效率。,da,ab,bc,cd,P,2,2,1,1,a,b,c,d,Q,Q,Q,Q,O,(,l),(,atm,),V,A,=,P,P,V,V,(,(,),),a,a,b,d,=,Q,Q,Q,+,da,ab,1,=,T,T,V,C,M,M,mol,(,),+,d,a,T,T,P,C,M,M,mol,(,),a,b,(,(,),),=,T,T,P,C,M,M,Q,mol,(,),+,a,b,1,A,=,P,P,V,V,a,a,b,d,T,T,V,C,M,M,mol,(,),d,a,da,ab,bc,cd,P,2,2,1,1,a,b,c,d,Q,Q,Q,Q,0,(,l),(,atm,),V,RT,b,=,P,b,V,b,P,b,=,2,P,d,V,b,=,2,V,a,例,2:,1,mol,单原子分子理想气体,（,C,V,=3R/2,）,经历如图所示的循环,a,bca,求循环效率,?,解：,循环效率,a,b,直线方程,在过程,a,b,中:,V,3,V,1,V,1,c,b,a,0,p,1,3,p,1,p,过程,a,b,吸热、放热转换点,e,的确定:,V,3,V,1,V,e,V,1,b,e,c,0,p,1,p,e,p,3,p,1,a,线性过程,a,b,最高温度时的状态如何确定?,此过程,a,b,是否是多方过程?,思考:,a,ab,b,Q,=,T,M,M,mol,C,P,(,T,),解,：,c,=,T,M,M,mol,R,ln,V,0,2,V,0,ca,Q,M,b,bc,c,Q,=,T,M,mol,C,(,T,),V,=,Q,2,Q,1,1,P,V,P,V,0,0,0,等,温,a,ca,b,c,Q,ab,Q,bc,Q,0,2,V,例,3,：1,mol,氧气作如图所示的循环。求：循环效率？,=,c,T,R,ln,2,+,b,c,T,C,(,T,),1,a,b,T,C,P,(,T,),V,例4,：,一热机在,1000,K,于,300,K,之间工作。,（1）,高温热源提高到,1100,K,;（2）,低温热源降低到,200,K,，,求理论上的热机效率各增加多少？实用上取何种方案？,若采取（2）方案将低温热源温度降低到环境温度以下，又必需使用致冷机。因此，实用上，从节能方面综合考察，以方案（1）为好。,解：,例,5,:1,mol,理想气体在,400,K,与,300,K,之间完成一卡诺循环，在等温线上，起始体积为,1,L,，,最后体积为,5,L,，,试计算在此循环中所作的功，以及高温热源吸收的热量和传给低温热源的热量。,解：,从高温热源吸收的热量：,例6 设有一以理想气体为工作物质的热,机循环，如图所示，试证明其效率为：,1,h,=,p,1,V,1,V,2,p,2,(,),(,),1,1,p,1,V,1,V,2,p,2,b,a,c,V,p,o,(,),0,R,V,Q,=,C,V,p,1,V,2,p,2,V,2,R,h,=,p,Q,V,Q,V,Q,=,1,(,),C,p,p,2,V,1,p,2,V,2,(,),C,V,p,1,V,2,p,2,V,2,=,p,Q,V,Q,1,1,=,p,1,V,1,V,2,p,2,(,),(,),1,1,解：,p,1,V,1,V,2,p,2,b,a,c,V,p,o,绝,热,等压,等,容,致冷系数：,1,2,A,高温热源,低温热源,Q,Q,对于卡诺循环,卡诺机致冷系数为：,的数值区间,(,),0,8,低温热源温度越低，温差越大，致冷系数越小。,Q,Q,1,2,2,A,=,=,Q,Q,2,致冷循环,逆循环,T,Q,T,=,2,2,Q,1,1,1,T,T,=,1,2,T,2,=,1,P,V,O,例7,：,可逆热机的效率为,=0.25,，,若将此热机按原循环逆向运行而作为致冷机，求,(1),该致冷机的致冷系数；,(2),在致冷循环中当输入功为,450,kJ,时，该致冷机从低温热源的吸热,Q,2,和向高温热源的放热,Q,1,。,解：(1),=1/,1=1/0.251=3,(2),因,=,Q,2,/,A,，,故,Q,2,=,A=3 450 kJ=1350kJ,Q,1,=Q,2,+A=1350+450,=1800 kJ,例,8：,一台家用冰箱，放在室温为,27,C,的房间里，做一 盘零下,13,C,的冰块需从冰室取走,2.09,10,5,J,的热量，设冰箱为理想卡诺制冷机，问：,做一盘冰块需作多少功？,若此冰箱以,2.09,10,2,的速率取出热量，要求的电功率多少,kw,？,作冰块需多少时间？,解,：,功率,:,（2）设从冰箱取走的热量,Q,2,需时间为,t,2.7,焦耳,-,汤姆孙实验,B,T,A,T,1,2,多孔塞,绝,热,套,焦耳-汤姆孙(,Thomson,),实验,图中有一个用不导热材料做成的,管子,，管子中间有一,多孔塞,（如棉絮一类东西）或,节流阀,，多孔塞两边各有一个可无摩擦活动的活塞,A,和,B,。,焦耳实验的局限性：,水与水槽,热容量,太大,，而气体,自由膨胀,前后的温度变化又可能,很小,，因此实验无法对实际气体得出确切结论。,多孔塞实验：,（1）,在活塞,A,和多孔塞之间充有,(,P,1,V,1,T,1,),的气体，而活塞,B,紧贴多孔塞；,（2）,实验时以外压强,P,1,推动活塞,A,向,右,缓慢移动使气体经过多孔塞流向压强较小的多孔塞,右边区域,，并给活塞,B,以,向左,的较低外压强,P,2,并让,B,也缓慢,向右移动,，以维持流过多孔塞的气体压强为较低的,P,2,；,由于多孔塞对气体的较大,阻滞,作用，从而能够在多孔塞两边维持一定,压强差,，使气体从原来的压强,P,1,绝热地经多孔塞后降为,P,2,。,B,F,T,X,X,2,1,A,A,B,F,1,2,P,T,1,2,P,1,2,多孔塞,绝,热,套,焦耳-汤姆孙(,Thomson,),实验,节流过程是不可逆的绝热过程。,因为气体在此过程中从初态到末态所经历的中间状态都不是平衡态。,焦耳-汤姆孙,(,Thomson,),实验,焦耳,汤姆孙效应：,气体经过多孔塞膨胀后温度发生改变，多数气体（除氢气外）膨胀后,温度降低,。,B,F,T,X,X,2,1,A,A,B,F,1,2,P,T,1,2,P,1,2,多孔塞,绝,热,套,B,F,T,X,X,2,1,A,A,B,F,1,2,P,T,1,2,P,1,2,多孔塞,绝,热,套,外力,F,1,对,1mol,理想气体所作的净功,在绝热条件下，高压气体经过多孔塞流到低压一边的,稳定流动过程,称为,节流过程,。,绝热过程:,Q=0，,U,2,U,1,=P,1,V,1,P,2,V,2,U,1,+P,1,V,1,=U,2,+P,2,V,2,绝热节流过程前后的焓不变，即,H,2,=H,1,理想气体：,U=C,V,T PV=RT,C,V,（,T,2,T,1,）,=R,（,T,1,T,2,）,（,C,V,R,）（,T,2,T,1,）,=0,T,1,=T,2,气体在节流过程中是绝热的，,外力对气体所作的功应等于气体内能的增量。,空气、氧气、氮气 温度下降,0.25,K,二氧化碳 温度下降,0.75,K,氢气 温度升高,0.03,K,实际气体经多孔塞膨胀后温度的改变说,明气体体积的变化将引起系统势能的变化。,此实验证实了气体分子间相互作用的存在。,对于理想气体，经多孔塞膨胀后不会发生温度的改变。,当,P,=,1,atm,经多孔塞膨胀后：,对于实际气体，,时，,实验表明：,所有的理想气体在节流过程前后的,温度不变,;,对于实际气体,若气体种类不同,初末态温度、压强不同,节流前后,温度变化就不同,;,一般的气体（氮、氧、空气），在常温下节流后温度都降低，,这称为节流致冷效应；,但对于氢气、氦气，在常温下节流后温度反而升高，,这称为负节流效应。,为研究在不同压强、温度下的不同种类气体经节流后的温度变化，常用实验在,T-P,图上作出各条,等焓线,。,T/K,曲线内侧,i,0,节流降压，气体降温（,致冷区,）;,曲线外侧,i,0,节流降压，气体升温（,致热区,）;,节流过程存在一个最大反转温度,T,max,。,焦汤效应的主要特征：,A,、在,TP,图上作节流实验得出一系列,等焓线,;,B,、连接每一条等焓线上,最高点,(,反转点,),，形成一条反转曲线。,气体在节流膨胀过程中，温度,T,随压强,P,的变化率,叫,焦耳汤姆孙系数,，若以,i,表示,则,P,T,因,节流过程不是准静态过程,，所以等焓线并不是描述节流过程中状态变化的曲线，它的中间状态都是非平衡态，,无法用热力学参数来表示。,气体被压缩、冷却到室温后通过节流膨,胀，就能使气体液化的制冷机称为,蒸汽压,缩式制冷机。,如冰箱、空调。,家,用,电,冰,箱,循,环,1,2,A,高温热源,低温热源,Q,Q,(冷冻室),(周围环境),散热器,冷冻室,蒸发器,节,流,阀,储,液,器,压,缩,机,20,0,C,10,atm,3,atm,70,0,C,10,0,C,2,Q,Q,1,氟,利,昂,低温,是指比液态空气在,1,大气压下的沸点,80,K,更低的温度。,获得低温的方法：,通过更低的物体来冷却；,通过节流膨胀降温；,通过绝热膨胀降温；,通过吸收潜热（汽化热 溶解热 稀释热）来降温。,在低温领域，许多物质具有异于常温下的物理性质，,如超导电性、超流动性,。,本章节小结与基本要求,一、准静态过程,是一个进行得无限缓慢，以致系统连续不断地经历着一系列平衡态的过程。,只有系统内部各部分之间及系统与外界之间都始终同时满足力学、热学、化学平衡条件的过程才是准静态过程。,二、可逆过程,在热力学中，只有过程进行得无限缓慢且,没有,摩擦等引起机械能,耗散的准静态过程,，才能是可逆过程。,三、功是力学相互作用下的能量转移,功不是表征系统状态的量，而是与作功,过程有关量。,功的几何意义:功在数值上等于,P,V,图上过程曲线下的面积。,理想气体在几种可逆过程中功的计算,四、热量与功,热量与功是系统状态变化中伴随发生的两种不同的能量传递形式，,它们都与状态变化的中间过程有关，都不是系统状态的函数，不满足多元函数的全微分条件。,五、热力学第一定律,1,、能量守恒定律,第一类永动机(不消耗任何形式的能量而能对外作功的机械)是不能制作出来的。,2,、内能定理,内能是态函数,U,2,U,1,=A,绝热,3,、热力学第一定律的数学表达,U,A,U,=,1,2,+,Q,=,A,d,d,U,+,Q,d,1,Q,=,U,2,U,+,P,d,V,六、热容与焓,七、第一定律对气体的应用,1、焦耳定律,理想气体内能仅是温度的函数，与体积无关。,2、理想气体的等压、等体、等温过程,理想气体有,3,、绝热过程,（1）,泊松方程,（2）,绝热线与等温线的比较,4,、多方过程,八、热机,热机的效率,1,A,Q,=,Q,1,Q,Q,2,1,=,卡诺循环由两个可逆的等温过程和两个可逆的绝热过程组成。,卡诺热机的效率,九、致冷循环,逆循环,致冷系数,卡诺机致冷系数,十、焦耳,汤姆孙效应,理想气体在节流过程前后的温度不变。,实际气体经多孔塞膨胀后温度发生改变多数气体（除氢气外）膨胀后温度降低。,准静态过程,可逆过程,热量,广义功,U,2,-U,1,=A,绝热,Q=U,2,-U,1,+A,热容与焓,多方过程,循环过程,热机,正循环,逆循环,热机效率,致冷系数,节流过程,焦,-,汤效应,等体,等压,等温,绝热,空调,冰箱,总结图,1、,一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。根据热力学定律可以断定：,（1）该理想气体系统在此过程中吸了热。,（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功,（3）该理想气体系统的内能增加了。,（4）在此过程中理想气体系统从外界吸了热，又,对外界作了功。,以上正确的断言是：,（,A）（1）、（3）（B）（2）、（3）,（C）（3）（D）（3）、（4）,（E）（4）,（,C）,2,一理想气体经历图示的过程，试讨论过程,1-2,与过程,1”-2,的摩尔热容量是正还是负？图中,1-2,为绝热过程。,2,P,V,O,1,1,1”,T,2,T,1,解：根据摩尔热容的定义,可知求,C,x,的正负只需求,dQ,与,dT,的符号就可判断。,过程,1-2、1-2、1”-2,都在等温线,T,1,和,T,2,之间,它们的温度变化相同且,由图中可以看出,它们的内能变化相同且,2,P,V,O,1,1,1”,T,2,T,1,它们对外界做功都为负，即,A,|A,1-2,|,可知,Q,1-2,|A,1-2,|,，,可知,Q,1-2,0,，,这样得,3,1,mol,单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结,a,、,c,两点的曲线,ca,的方程为,P=P,0,V,2,/V,0,2,，,a,点的温度为,T,0,，,（1）,试以,T,0,、R,表示,ab、bc、ca,过程中气体吸收的热量。,（2）求此循环的效率。,b,c,a,P,V,V,0,9,P,0,P,0,P,b,=P,c,=9 P,0,V,b,=V,0,T,b,=,（,P,b,/P,a,）,T,a,=9 T,0,（1）过程,ab,b,c,a,P,V,V,0,9,P,0,P,0,解：设,a,状态的状态参量为,P,0,、V,0,、T,0,，,则,过程,bc,过程,ca,（2）,b,c,a,P,V,V,0,9,P,0,P,0,4,一定量的某种理想气体，开始时处于压强、温度、体积分别为,P,0,=1.210,6,Pa,T,0,=300k,，,V,0,=8.3110,-3,m,3,的初态，后经过一等容过程，温度升高到,T,1,=450k,，,再经过一等温过程，压强降到,P=P,0,的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容之比,C,P,/C,V,=5/3,，,求：（1）该理想气体的等压摩尔热容,C,P,和等容摩尔热容,C,V,（2）,气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。,已知：,P,0，,T,0，,V,0,T,1,P,1,V,0,T,1,P,0,V,1,等容,等温,解：（1）由,C,P,/C,V,=5/3,和,C,P,C,V,=R,可解得,C,P,=5R/2,和,C,V,=3R/2,（2）,该理想气体的摩尔数,=P,0,V,0,/RT,0,=4mol,在全过程中气体内能的改变量为,E=,C,V,(T,1,T,0,)=,7.4810,3,J,全过程中气体对外作的功为,A,=,RT,1,ln,(P,1,/P,0,),全过程中气体从外界吸收的热量为,Q,=,E+A=,1.35,10,4,J,全过程中气体对外作的功为,A,=,RT,1,ln,(P,1,/P,0,),式中,P,1,/P,0,=,T,1,/T,0,则,A,=,RT,1,ln,(T,1,/T,0,)=,6.06,10,3,J,已知：,P,0，,T,0，,V,0,T,1,P,1,V,0,T,1,P,0,V,1,等容,等温,5,如图所示，用绝热材料包围的圆筒内盛有刚性双原子分子的理想气体，并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住。,M、N,是固定在圆筒上的环，用来限制活塞向上运动。,1、2、3,是圆筒体积等分刻度线，每等分刻度为,110,-3,m,3,。,开始,时活塞在位置,1,，系统与大气同温、同压、同为标准状态。现将小砝码逐个加到活塞上，缓慢地,压缩,气体，当活塞到达位置,3,时停止加砝码；然后接通电源缓慢,加热,至,2,；断开电源，再逐步移去所有,砝码，气体继续,膨胀至,1,，当上升,的活塞被环,M、N,挡住后，,拿去,周,围,绝热材料,，系统逐步恢复到原来,状态。完成一个循环。,2,3,1,M,N,（1）在,P-V,图上画出相应的循环曲线。,（2）求出各分过程的始、末状态的温度。,（3）求该循环过程中吸收的热量和放出的,热量。,（1）系统开始处于标准状态,a,，,活塞从,1-3,为绝热压,缩过程,，终态为,b,；,活塞从,3-2,为等压膨胀过程,，终,态为,c,；,活塞从,2-1,为绝热膨胀过程,，终态为,d,；,除,去绝热材料恢复至原态,a,，,该过程为,等容过程,。该循,环在,P-V,图上对应的曲线如图所示。,（2）由题意可知,P,a,=,1.01310,5,Pa,T,a,=,273k,V,a,=,310,-3,m,3,V,b,=,110,-3,m,3,V,c,=,210,-3,m,3,b,c,a,V,V,b,V,a,O,d,V,c,P,2,3,1,M,N,ab,为绝热过程，据绝热过程方程,得,bc,为 等压过程，据等压过程方程,b,c,a,V,V,b,V,a,O,d,V,c,P,cd,为绝热过程，,据绝热过程方程,（3）循环中,ab,和,cd,为绝热过程，不与外界交换热量，,bc,为等压膨胀过程，吸收热量为,又据理想气体状态方程有,式中,b,c,a,V,V,b,V,a,O,d,V,c,P,bc,为等压膨胀过程,故得,da,为等容降温过程，放出热量为,b,c,a,V,V,b,V,a,O,d,V,c,P,6,两部可逆机串联起,来，如图所示，可逆机,1,工,作于温度为,T,1,的热源,1,与温,度为,T,2,=400K,的热源,2,之间。,可逆机,2,吸入可逆机,1,放给,热源,2,的热量,Q,2,，,转而放热,给,T,3,=300K,的热源,3,。在,(1),两部热机效率相等，,(2),两部热机作功相等的情况,下求,T,1,。,T,1,Q,1,Q,3,T,3,T,2,T,1,T,3,T,2,Q,2,Q,2,热源1,热源2,热源3,=2,400300,=500,K,T,1,=2,T,2,T,3,解：,(1),1,h,=,T,2,T,1,=,1,T,3,T,2,(,533,K,=,=,400,),300,2,=,T,1,T,2,T,3,2,A,=,Q,1,Q,2,=,Q,2,Q,3,(2),T,1,T,2,=,T,2,T,3,T,1,Q,1,Q,3,T,3,T,2,T,1,T,3,T,2,Q,2,Q,2,热源1,热源2,热源3,7,一理想气体经历一卡诺循环，当热源温度为,100，,冷却温度为,0,时，作净功,800,J,，,今为提高效率，令冷却温度不变，提高热源温度，使净功增为,1600,J,。,设这两个循环都工作于相同的两条绝热线之间，试问：1）此时效率增大到多少？2）此时热源的温度,T,1,是多少？,P,V,b,b,c,a,a,d,Q,2,Q,1,，,T,1,，,T,1,Q,1,绝热线,解：对于卡诺循环,由于两循环有同一低温热源，,T,2,，,=T,2，,且又工作于相同的绝热线之间，由,P-V,图可知这两个卡诺循环对向低温热源放出的热量必相等，即,Q,2,，,=Q,2,1）设,A,为,abcda,中所作的净功，则,若,Q,1,，,为,a,b,c,d a,这一循环所吸收的热量，,A,为所作净功，则效率为,P,V,b,b,c,a,a,d,Q,2,Q,1,，,T,1,，,T,1,Q,1,绝热线,P,V,b,b,c,a,a,d,Q,2,Q,1,，,T,1,，,T,1,Q,1,绝热线,8、,有1摩尔单原子理想气体，如图所示的循环过程，试问：1）此循环是致冷循环还是热机循环？2）其致冷系数或热机效率等于多少？,V,T,b,a,c,2,V,0,V,0,T,0,解：1）,PV,图中正循环为热机循环，反之为致冷循环。,对,ab,过程，因,V,与,T,成正比为等压过程。,P,a,=,P,b,=P,0,，,又因为,V,b,=2V,0,，,所以,bc,为等容过程。因,V,c,=2V,0，,T,c,=T,0,，,所以,ca,为等温过程，且是等温压缩,在,PV,图上根据各状态参量画出循环过程，可见该循环为热机循环,V,P,a,c,b,P,0,2）热机效率为,V,T,b,a,c,2,V,0,V,0,T,0,V,P,a,c,b,P,0,