《大学物理》8.4 循环过程 卡诺循环

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1、一.循环过程系统的状态经历一系列的变化后又回到了原状态循环过程准静态循环过程：在p—V图上是一闭合曲线VpOⅡⅠ··A1蒸汽机：工质水锅炉冷却器汽缸泵Q1Q2´A2´8.4循环过程卡诺循环正循环(P-V图沿顺时针方向进行)逆循环(P-V图沿逆时针方向进行)（系统对外作功）ⅠⅡQ1Q2abVpO（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··T1T2Q1A=Q1-Q2Q2T1T2-Q1A外Q2热机制冷机二.循环效率（正循环）热机效率：（逆循环）致冷系数：三.卡诺循环

2、卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成。卡诺热机的效率pVabCd绝热线等温线吸热卡诺致冷机的致冷系数放热例1.1mol氦气经图示的循环，其中p2=2p1,v2=2v1,求该的循环效率。解1234P0VP1P2V1V2气体经循环过程所做的净功为图中过程曲线所围面积，即由图可见在循环过程中1→2为等体升压过程,系统从外界吸热2→3为等压膨胀过程,系统从外界吸热3→4为等体降压过程,系统向外界放热4→5为等压压缩过程,系统向外界放热整个循环过程吸收的总热量为其中氦气为单原子气体，自由度根据理想气体状态方

3、程得此循环的效率为地球上的人要在月球上居住，首要问题就是保持他们的起居室处于一个舒适的温度，现考虑用卡诺循环机来作温度调节，设月球白昼温度为100℃，而夜间温度为100℃，起居室温度要保持在20℃，通过起居室墙壁导热的速率为每度温差0.5kW，白昼和夜间给卡诺机所供的功率。解例2求在白昼欲保持室内温度低，卡诺机工作于致冷机状态，从室内吸取热量Q2，放入室外热量Q1则每秒钟从室内取走的热量为通过起居室墙壁导进的热量，即在黑夜欲保持室内温度高，卡诺机工作于致冷机状态，从室外吸取热量Q1，放入室内热量Q2每

4、秒钟放入室内的热量为通过起居室墙壁导进的热量，即解得此种用可逆循环即是所谓的冷暖双制空调的原理。重点循环效率（正循环）热机效率：（逆循环）致冷系数：