热力学基础-3 (1).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,*,系统由一状态出发，经过任意的一系列过程又回到原来的状态的全过程。,若系统的循环过程准静态地进行，则在,P-V,图上可用一闭合曲线表示。,循环过程的特点：,E=0 A=Q,5.4,循环过程 卡诺循环,一、循环过程：,系统（工质）对外所作的净功,正循环,(,循环,沿顺时针方向进行,),逆循环,(,循环沿,逆时针,方向进行,),（,系统对外作功,）,Q,1,Q,2,a,b,V,p,O,根据热力学第一定律，有,（,系统对外作负功,）,正循环,也称为,热机,循环,逆循环,也称为,致冷,循环,Q,1,Q,2,a,b,Vp,O,热机效率：,(利用工作物质的正循环，不断地把热量转变为功的机器),二、循环效率,1,、热机,(利用工作物质的逆循环，外界对工作物质做功，不断地从低温热源吸取热量，传递给高温热源的机器),2,、致冷机,制冷系数：,例,1:,1mol,双原子分子理想气体，作如图的可逆循环过程，其中,1-2,为直线，,2-3,为绝热线，,3-1,为等温线。已知,T,2,=2T,1,，,V,3,=8V,1,，,试求：,（,1,）各过程的功，内能增量和传递的热量；（用,T,1,和已知常数表示）（,2,）此循环的效率,O,P,P,1,P,2,V,V,1,V,2,V,3,1,2,3,解：,(1),12,任意过程,2 3,绝热膨胀过程,O,P,P,1,P,2,V,V,1,V,2,V,3,1,2,3,3 1,等温压缩过程,(,2),效率,:,O,P,P,1,P,2,V,V,1,V,2,V,3,1,2,3,1 mol,单原子分子理想气,体的循环过程如图所示。,(1),作出,p,V,图,(2),此循环效率,解,例,2,求,c,a,b,600,2,1,T,(K,）,V,（,10,-3,m,3,）,O,a,c,1,600,300,b,2,V,（,10,-3,m,3,）,O,p,（,10,-3,R,）,(2),ab,是,等温,过程，有,bc,是,等压,过程，有,(1),p,V,图,ca,是,等体,过程,循环过程中系统吸热,循环过程中系统放热,此循环,效率,a,c,1,600,300,b,2,V,（,10,-3,m,3,）,O,p,（,10,-3,R,）,在两个,温度恒定,的热源（一个高温热源，一个低 温热源）之间工作的准静态循环过程。,工作物质与高温热源接触而吸热的过程是温度为,T,1,的等温过程；,工作物质与低温热源接触而放热的过程是温度为,T,2,的等温过程；,工作物质和两个热源分开时的过程是两个绝热过程。,卡诺循环封闭曲线由两条等温线和两条绝热线组成。,三、卡诺循环,等温膨胀,绝热膨胀,绝热压缩,等温压缩,T,2,T,1,热机,Q,1,A=Q,1,-|Q,2,|,|Q,2,|,-投入,产出,恒温高温热源,T,1,恒温低温热源,T,2,1.,卡诺热机：,(1)12,等温膨胀,：,(,2)34,等温压缩,等温膨胀,绝热膨胀,绝热压缩,等温压缩,T,2,T,1,等温膨胀,绝热膨胀,绝热压缩,等温压缩,T,2,T,1,对,2-3,4-1,过程,应用绝热过程方程，则有,卡诺循环热机的效率为,(2),理想气体卡诺循环,热机效率只与,T,1,，,T,2,有关,温差,越大，效率越高。提高热机高温热源的温度,T,1,，降低低,温热源的温度,T,2,都可,以提高热机的效率,.,但实际中通常,采用的方法是提高热机高温热源的温度,T,1,。,讨论,卡诺循环热机的效率为,(1),卡诺循环热机的效率与工作物质,无关,。,例：,如图所示，汽油机工作的奥托,(Otto),循环，由两个等体过程,da,、,bc,与两个绝热过程,cd,、,ab,组成。已知 、及,，试证这种循环的效率为,其中 叫做压缩比,解：,绝热过程：,等体升压过程吸热,等体降压放热,效率,由,cd,绝热过程方程,由,ab,绝热过程方程,两式相减得，,即,代入效率公式得：,效率,T,1,温度恒定的,高温热源,T,2,温度恒定的低温热源,工作物质,|Q,1,|=|A|+Q,2,|A|,Q,2,致冷系数为,1-2,，,3-4,绝热,，,有,2.,卡诺致冷机,4-1,吸热：,2-3,放热,:,卡诺致冷循环的致冷系数为,当高温热源的温度,T,1,一定时，理想气体卡诺循环的,致冷系数,只取决于,T,2,。,T,2,越低，则致冷系数越小。,课本：例,5-6,作业：,选,5,，,6,空,15,，,16,计,27,，,29,