07循环过程卡诺循环

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1、循环过程卡诺循环1循环过程：热力学系统经历了一系列热力学过程后又回到初始状态的过程。如果循环过程中各个分过程都是准静态过程，这个循环可用P-V图上的一条闭合曲线表示，并用箭头表示过程进行的方向。历史上，热力学理论最初是在研究热机工作过程的基础上发展起来的。在热机中被用来吸收热量并对外作功的物质叫工质。工质往往经历一系列变化后又回到初始状态。PVabcd(3)循环曲线所包围的面积为系统做的净功。(2)循环曲线为闭合曲线。1.准静循环过程的特点：(1)经过一个循环，内能不变;一、循环过程1.循环过程22.正循环与逆循环正循环热机在一般情况下，系统要

2、从某些高温热源处吸收热量，部分用来对外作功，部分在某些低温热源处放出，而系统回到原来的状态。逆循环循环曲线逆时针。在一般情况下，对于逆循环过程，通过外界对系统作功，系统要从某些低温热源处吸收热量，并向高温热源处放出热量，而系统回到原来的状态。制冷机正循环31.热机把热能转换成机械能的装置，如蒸汽机、汽车发动机等。2.热机工作特点需要一定工作物质。需要两个热源。热机是正循环工作的。正循环3.可逆循环条件:①.准静循环过程；②.无摩擦和热损耗。2.热机效率3.工作示意图热机从高温热源吸取热量，一部分转变成功，另一部分放到低温热源。高温热源T1低温热

3、源T244.热机效率由能量守恒：Q吸一定，如果从高温源吸取的热量转变成功越多，则热机效率就越大。热机效率：热机效率通常用百分数来表示。例如：汽车发动机气缸活塞，从喷油嘴中喷出油雾，火花塞点火汽油燃烧，体积迅速膨胀，从燃烧的汽油中吸取热量，一部分对外作功，带动发动机转动，另一部分热量排放到大气（低温源）中。播放动画5逆循环3.致冷机致冷机是逆循环工作的，是通过外界作功将低温源的热量传递到高温源中的装置。它使低温源温度降低。例如：电冰箱、空调都属于致冷机。1.工作示意图致冷机是通过外界作功将低温源的热量传递到高温源中，从而使低温源温度降低。2.致冷

4、系数致冷系数：高温热源T1低温热源T2室外室内6播放动画节流阀冷凝器压缩机冰室3.电冰箱工作原理致冷系数：如果外界做一定的功，从低温源吸取的热量越多，致冷效率越大。由能量守恒：7例：奥托机是德国物理学家奥托发明的一种热机，以其原理制造的发动机现仍在使用。奥托机的循环曲线是由两条绝热线和两条等容线构成。证明：热机效率为绝热线解：2-3为等容吸热过程4-1为等容放热过程效率8a1-2为绝热压缩过程3-4为绝热膨胀过程一般为8，如采用双原子分子气体为工作物质，在理想情况下，其热机效率为：称为压缩比9例2：一热机以1mol双原子分子气体为工作物质，循环

5、曲线如图所示，其中AB为等温过程，TA=1300K，TC=300K。求①.各过程的内能增量、功、和热量；②.热机效率。解：①A-B为等温膨胀过程吸热B-C为等压压缩过程10放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热11②.热机效率一个循环中的内能增量为：121.卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。2.需要两个热源，高温源T1和低温源T2。3.不计摩擦、热损失及漏气，视为理想热机。4.热机效率为：动画二、卡诺循环1.卡诺循环的特点133-4等温收缩过程放热2-3与4-1为绝热过程过程1-2等温膨胀过程吸热141.卡诺机必须有两个

6、热源。热机效率与工作物质无关，只与两热源温度有关。例如：波音飞机不用价格较贵的高标号汽油作燃料，而采用航空煤油作燃料。上两式相比即2.讨论2-3绝热膨胀过程4-1绝热收缩过程153.提高热机效率的方法。使越小越好，但低温热源的温度为外界大气的温度不宜人为地改变，只能提高高温热源温度。4.同理，可以得到卡诺循环的逆循环的致冷系数为：这是不能实现的，因此热机效率只能小于1！现在的技术还不能达到绝对0K；如果大于1，W>Q吸则违反了能量守恒定律。2.热机效率不能大于1或等于1，只能小于1。如果为1则或16