§5-4循环过程 卡诺循环.ppt

1698年塞莱斯和1712年纽科门先后发明了蒸汽机，当时蒸汽机的效率极低.瓦特在1763～1781年期间对蒸汽机进行了重大改进，大大提高了效率.从理论上研究热机效率问题，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推动了热学理论的发展.,各种热机的效率,液体燃料火箭,柴油机,汽油机,蒸汽机,5-4循环过程卡诺循环,火力发电厂外貌,冷凝塔,发电机,水泵,除尘器,汽轮机,传送带,锅炉,空气,碾磨机,烟筒,水管,喷射给水器,火力发电厂结构示意图,热机的三个要素,热机持续地将热量转变为功的机器.,工作物质（工质）热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质.,1工作物质,2两个或两个以上温度不同的热源,3对外作功的机械装置,系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程.,热力学第一定律,（取绝对值）,净功,特征,一、循环过程,,,思考,下列的静电永动机能否实现,的热机称为第一类永动机。,由热力学第一定律得到第一类永动机是不可能实现的.,1.正循环热机循环,过程曲线沿顺时针方向，系统对外作正功。,循环效率一次循环过程中系统对外做的功占它从高温热源吸热的比率。,在一正循环中,系统从高温热源吸热Q1，向低温热源放热Q2Q20,系统对外作功,,2.逆循环（制冷循环）,过程曲线沿逆时针方向，系统对外作负功.,循环曲线所包围的面积等于循环过程中系统对外做的净功。正循环A0，逆循环AA2,卡诺热机的效率,可知两个卡诺热机的效率相等,2）工作在不同高温热源和低温热源之间的两个卡诺热机，已知A1A2,卡诺热机的效率,可知两个卡诺热机的效率不等，且,例1如图，MT为等温线，MQ为绝热线，则在AM,BM,CM三种准静态过程中，问哪个过程温度升高，哪个过程是吸热过程,解,考虑循环CMQC.A0吸热.但QQCMQQC,而QC放热,故CM吸热.同理AM,BM放热。,BM,CM过程为升温过程,由p-V图可以看出,例21mol氧气作如图循环，从初态等体升压，使压强增加2倍；再经等温膨胀和等压压缩至初态。试计算循环效率.,解各过程的吸放热情况,,,,A-B等体升压，吸热,B-C等温膨胀，吸热,C-A等压压缩，放热,各状态参量的关系,例3一卡诺热机工作在T1400K与T2300K两个热源之间，每一次循环对外做功8000J。若维持低温热源温度不变，提高了高温热源的温度后发现，每一次循环对外做净功10000J。若两个卡诺热机工作在相同的绝热线间，求（1）第二个热机的效率,解第一个热机的效率,由得,第一个热机从高温热源吸收热量32000J，向低温热源放出热量24000J,第二个热机的低温热源温度不变，向低温热源放出热量仍然为24000J，对外做功10000J，从高温热源吸收热量34000J。,第二个热机的效率,高温热源的温度提高,（2）高温热源的温度提高了多少,例4一台电冰箱放在室温为的房间里，冰箱储藏柜中的温度维持在.现每天有的热量自房间传入冰箱内,若要维持冰箱内温度不变,外界每天需作多少功,其功率为多少设在至之间运转的致冷机冰箱的致冷系数,是卡诺致冷机致冷系数的55.,解,房间传入冰箱的热量,热平衡时,保持冰箱在至之间运转,每天需作功,功率,由致冷机致冷系数得,