热力学基础-3 (1)

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1、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：ΔE=0A=Q5.4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）ⅠⅡQ1Q2abVpO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··ⅠⅡQ1Q2abVpO····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

2、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T2=2T1，V3=8V1，试求：（1）各过程的功，内能增量和传递的热量；（用T1和已知常数表示）（2）此循环的效率OPP1P2VV1V2V3123解：(1)1—2任意过程2—3绝热膨胀过程OPP1P2VV1V2V31233—1等温压缩过程(2)效率:OPP1P2VV1V2V31231mol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cab60021T(K）V（10-3m3）Oac1600300b2V（10-3m3

3、）Op（10-3R）(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ac1600300b2V（10-3m3）Op（10-3R）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T1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T2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T2T1热机Q1A=Q1-

4、Q2

5、

6、Q2

7、---投入产出恒温高温热源T1恒

8、温低温热源T21.卡诺热机：(1)1→2等温膨胀：(2)3→4等温压缩等温膨胀绝热膨胀绝热压缩等温压缩T2T1等温膨胀绝热膨胀绝热压缩等温压缩T2T1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T1，T2有关,温差越大，效率越高。提高热机高温热源的温度T1，降低低温热源的温度T2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T1。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γ，试证

9、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T1温度恒定的高温热源T2温度恒定的低温热源工作物质

10、Q1

11、=

12、A

13、+Q2

14、A

15、Q2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T1一定时，理想气体卡诺循环的致冷系数只取决于T2。T2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