第9章循环过程改.ppt

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1、9-3循环过程:循环过程在p-V图上有什么特点？所以曲线所包围的面积等于净功的大小。正循环系统吸热，对外做功--热机循环逆循环（逆时针）外界做功--致冷循环什么是热机？---系统(工质)吸热、对外做功的机器。（例：蒸汽机，内燃机等）1.正循环热机的效率9.3.1准静态的循环过程热机的循环过程热机能量转换和传递的一般特征是：一定量的工质在一次循环过程中要从高温热源吸热，对外做净功（指正功、负功的代数和），同时向低温热源放出热量系统在一正循环中,从高温热源吸热向低温热源放热对外做的净功为系统内能增量热机的效率A高温热库Q2Q1低

2、温热库工质式中的A:循环过程中各吸、放热分过程系统做功的代数和；2.式中的Q1:各个吸热分过程吸热的总和，与放热分过程无关；3.式中的Q2:各个放热分过程放热的绝对值的总和，与吸热分过程无关；说明：泵气缸T1Q1T2Q2A1锅炉（高温热库）冷凝器（低温热库）A2例.火力发电厂目的代价取绝对值解：先画出对应的p－V图例：1mol单原子分子理想气体作如图循环，已知V2=2V1,求：循环效率。例题：某理想气体经历图示的循环过程，AB为等压过程，吸收热量500J，BC为绝热过程，CA为等温过程，且已知该循环效率η＝20％，求：（1）CA过程气体

3、所吸收的热量Q2（2）ABC过程气体对外做功AVpOABC解：(1)CA为等温放热过程(2)A=100J为净功例：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a1-2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：称为压缩比例：一热机以1mol双原子分子气体为工作物质，循环曲线如图所示，其中AB为等温过程，TA=1300K，TC=300K。

4、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为等压压缩过程放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热致冷系数定义:2.逆循环致冷系数将待冷却物体作为低温热源，反向进行循环，可实现致冷循环。外界对系统做功A（净功<0，这里已取绝对值)；工质从低温热源(即待冷却物体)吸热Q2，向高温热源放热Q1（Q1已取绝对值)。Q2—追求的效果A—付出的“成本”冰箱外冷冻室高温热库低温热库AQ1Q2工质致冷系数：对工质做一份功可从低温热源提取多少份热量取绝对值取绝对值9.3.2卡诺循环1.卡诺循环：工质只和

5、两个恒温热库交换热量的准静态循环。按卡诺循环工作的热机—卡诺热机pVT1Q1等温膨胀1绝热膨胀T2绝热压缩A243Q2等温压缩工质A高温热库T1Q2Q1低温热库T2以理想气体工质为例，计算卡诺循环的效率等温膨胀12等温压缩34从高温热库吸热向低温热库放热绝对值绝热膨胀23绝热压缩41因此实际最高效率：例.热电厂按卡诺循环计算：非卡诺循环、散热、摩擦等冷凝塔锅炉发电机原因：2.卡诺逆循环的致冷系数：可见,低温热源的温度T2越低,则致冷系数越小,致冷越困难。一般致冷机的致冷系数约:27.若T1=293K(室温),2732231005

6、113.63.20.520.0170.0034下面比较η和w的能流图取绝对值取绝对值1.热机循环目的：吸热对外做功1)pV图正2)热流图高温热源低温热源3)效率2.致冷循环目的：通过外界做功从低温热源吸热1)pV图逆2)热流图高温低温3)致冷系数例:一卡诺机在温度为400K和300K的两个热源之间运转，问(1)如果在每一循环中，该机从高温热源得到6000J的热量，其对外作净功多少？(2)如果该机反向运转，当作致冷机，从低温热源吸收6000J的热量，要向高温热源放热多少？(3)如果提高高温热源的温度，让热机仍工作在与(1)相同的两条绝热线

7、之间，但每次循环净功比(1)增加20，求此时高温热源的温度。例题：有一暖气装置如下：用一热机带动一制冷机，制冷机从河水中吸热而供给暖气系统中的水，同时暖气中的水又作为热机的冷凝器。热机的高温热源温度是210℃，河水温度是15℃，暖气系统的水温是60℃。设热机和制冷机分别以卡诺正循环和卡诺逆循环工作，暖气系统中的水得到的热量是煤所发热量的几倍？热机效率：热机做功：热机向暖气系统的水放热：解：设热机高温热源温度是，暖气系统水温是河水温度是，一个循环煤燃烧所发热量制冷机致冷系数：制冷机从河水中吸热：制冷机向暖气系统的水放热：暖气系统中的水得到

8、的热量是：暖气系统中的水得到的热量是是煤所发热量的2.99倍。