大学物理第六章-2new

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1、四、绝热过程2)绝热的自由膨胀（非准静态绝热过程）设初态：(P0,V0,T0)末态：(P,V,T)气体A真空B(P,V,T)绝热过程Q0000E0自由膨胀A0绝热壁TT0说明：气体(1)绝热的自由膨胀不是等温过程(P,V,T)(2)绝热的自由膨胀是非准静态过程准静态绝热过程RCRpdVVdppdVVm,pdVVdp0CCpVm,Vm,1.特征：dQ=0，pVdpdVp、V、T均变化，但=常量ApdVVdp0即0TpA等温pV绝热2.性质：dAQ=－dEdpdVlnln0

2、dpln(V)0VV3.准静态的绝热过程方程ApVdQdEdACdTpdV0pV常量①代入常量Vm,TpdTdV得TV1常量②，常pT1量③CRVm,pdVVdppdVCVm,pVRTpdVVdpRdT①、②、③即为绝热过程方程。4.p-V图上绝热线与等温线说明在两线的交点A处绝热线的dpdpc斜率绝对值比等温线的斜率绝对值()()等温线：pVcp（c为常量）dV等温dV绝热V大，所以两条曲线相比，绝热线比dpcpAp等温线陡些。()pAT

3、2dVVVAApA等温5.绝热过程的计算pAcA等温绝热线：pVcp绝热V绝热dpcpQ0()AVVdTAQV1VAVVAAECTT()Vm,21dpdp1()CC()()pm,,VmdV等温dV绝热AECT()TVm,21§6-3循环过程卡诺循环§6-5可逆过程卡诺定理一、热机和循环过程的概念1.热机：能把某种物质中由吸热而增加的内能（热）转换为机械能（功）的装置。工作物质（工质/系统，吸放热、做功的对象）必要条件｛要持续反复运转→“循环过程”2.循环过程：工

4、质的状态经历一系列变化后，又回到原来状态的变化过程。p4、循环过程的几何图示3.循环过程的性质ab一准静态循环过程→状态图上的一条闭合曲线工作物质（系统）经完整的循环过程在PV图上闭合曲线所围面积净功A后，状态复原，内能也随之复原：dcE0OV由热力学第一定律可知：对整个循环过程，总吸热与总放热之差一定等于系统对外做的“净功”（A静）pQpQ11正ab逆abQQAA吸放净A0dcQSdcS221Q2OVaVcVOV二、热机效率的计算5.正循环及热机效率1.定性分析循环过程，明确各过程的吸、放热和做功特征

5、；成果:净功AQQQQA0吸放12热机工作AAQ,成本:吸热Q1Q112.选择公式计算效率Q定义：热机的效率：QQ,1212Q1AQQQη1212QQQ1116.逆循环及制冷系数定义：致冷系数：成果:吸热Q2致冷机工作QQ22成本:净功AωAQQ12三、可逆过程如果一个过程可以反向进行使系统和外界都回到原来状态而不引起任何其它变化，则这种过程称为可逆过程。无耗散的准静态过程—可逆过程（可逆过程是准静态过

6、程的进一步理想化过程）由可逆过程组成的循环。相应的热机称为可逆机含有不可逆过程的循环。相应的热机称为不可逆机四、卡诺循环1.卡诺循环及其分过程工作物质只与两个恒温热源交换热量，并且不存在散热和摩擦等耗散因素的理想循环。工质与两个恒温热源交换热量的过程两个准静态的等温过程3.卡诺热机效率AQ一般热机工质在两个恒温热源之间过渡的过程两个准静态的绝热过程12QQ11Tp122.卡诺循环的性质aT1T2cp1QQT1Q121QRTlnVVpT1TT12卡诺热机11212bp4T2讨论：QR22Tl

7、nV3V4pd3Qc211OV1V4V2V3V⑴要实现卡诺循环，必须有高温和低温两个恒温热源。TV12TV23V2V3pa卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关。TV1TV1VV14p1Q11124T1⑵提高热机效率的途径是提高高温热源的温度或降低低p2bQQpT2124温热源的温度。但通常后一种方法是不经济的。pd3QcATTT2212OV1V4V2V3V⑶c1<1QT114.卡诺制冷系数讨论图中两卡诺循环12吗？QQ22ppTTAQQ1212T2cT1TTQQ

8、12T12T2111TT122T32T2oVoVTTTT1212113131T2TT2T11211212五、卡诺定理1、在相同的高温热源(T1)和低温热源(T2)间工作的一切可逆T12机效率都等于：T12、在相同的高温热源(T1)和低温热源(T2)间工作的一切不可T12逆机效