§13-5 循环过程 卡诺循环.ppt

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1、§13-5循环过程卡诺循环1.正循环与热机(1)循环过程物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，简称循环。(2)循环过程的特点经历一个循环，内能没有改变。E=0。(3)工作物质参与循环过程的物质称为工作物质。一、循环过程(4)热机通过工作物质源源不断地把吸收的热量转变为机械功的装置(内燃机、蒸汽机)。(5)正循环把在P-V图上按顺时针方向进行的循环过程称正循环。正循环过程对应热机，工作物质对外作正功A>0。(6)逆循环把在P-V图上按逆时针方向进行的循环过程称逆循环。逆循环过程对应致冷机,工作物质对外作负功A<0。(7)循环作功的必要性理想气体的等温

2、膨胀过程中，工作物质吸取的热量可以完全转化为功。要连续不断地把热转化为功，必须利用循环过程。(8)正循环对外作的功a→b→c→f→a为一个正循环①a→b→c系统对外作功Aabc=Sabcdea②c→f→a系统对外界作功Acfa=-Scdeafc③a→b→c→f→a整个正循环系统对外作功A=Aabc+Acfa=Sabcfa>0(9)循环过程中系统从外界吸收的净热量Q吸收的总热量为Q1>0。放出的总热量为Q2<0。吸收净热量为：Q=Q1+Q2=Q1-

3、Q2

4、。Q=A=Q1-

5、Q2

6、。热机效率Q1Q22.逆循环a→b→c→f→a——逆循环。(1)a→b→c系统对外界作功Aabc=-Sabcdea(2

7、)c→f→a系统对外作功Acfa=Scfaedc(3)a→b→c→f→a逆循环系统对外界作功Sabcdea>ScfaedcA=Aabc+Acfa=-Sabcfa逆循环过程Q1Q2(4)制冷系数：1.卡诺循环在两个温度恒定的热源(一个高温热源，一个低温热源)之间工作的循环过程。2.卡诺循环过程卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的绝热过程组成。3.卡诺热机准静态循环，工作物质为理想气体，只和两个恒温热源交换热量。二、卡诺循环卡诺循环高温热源T1低温热源T2(1)a→b为温度为T1的等温过程。(2)c→d为温度为T2的等温过程。(3)整个循环过程中：总吸热Q1=Qab总放热Q2=Qcd(bc和

8、da为绝热过程，既不吸热也不放热且作功抵消)系统对外做功：A=Aab+Acd=Qab+Qcd(4)卡诺循环的热机效率根据绝热过程方程可得：(5)结果分析①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源；②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温度愈高，低温热源的温度愈低，卡诺循环的效率愈大，即当两热源的温差愈大，从高温热源所吸取的热量Q1的利用价值愈大;③卡诺循环的效率总是小于1(除非T2=0K)。高温热源T1低温热源T24.卡诺致冷(热)机使理想气体进行卡诺逆循环d→c→b→a→d，即气体从低温热源吸热，而向高温热源放热。系统对外界作功卡诺循环致冷系数外界对系统作功结果分析卡诺逆循环是

9、通过外界对系统作功A把一部分热量Q2由低温热源T2送到了高温热源T1。如果低温热源不是理想热源，而是实际热源，它就会由于失去热量而温度降低，因此可以“致冷”。同理如果高温热源不是理想热源而是实际热源，它将会因获得热量而温度更高，因此可以“致热”。