2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：熱一律在實(shí)際中的應(yīng)用

1、 熱一律在實(shí)際中的應(yīng)用特征： 系統(tǒng)從某一平衡態(tài)開始，經(jīng)過一系列的熱力學(xué)過程，又回到初始狀態(tài)，這樣周而復(fù)始的變化過程稱為循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。由熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)從外界吸收的總熱量系統(tǒng)放出的總熱量（取絕對值）系統(tǒng)對外所作凈功約定： 循環(huán)過程 (cyclical process)若是準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán), 可用PV圖上閉合曲線表示：凈功等于循環(huán)曲線所包圍的面積值正循環(huán)（熱機(jī)）沿順時針方向進(jìn)行， 系統(tǒng)對外作正功逆循環(huán)（制冷機(jī)）沿逆時針方向進(jìn)行， 系統(tǒng)對外作負(fù)功給水泵鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器冷凝水Q1Q2W2W1電力輸出實(shí)例：火力發(fā)電廠的熱力循環(huán)四大件：1鍋爐、2汽輪機(jī)、3冷凝器、4給水泵Q1PoV|Q2|W2W1

2、流程圖工作物質(zhì)進(jìn)行正循環(huán)的機(jī)器-熱機(jī) 逆 -致冷機(jī) 熱力學(xué)過程曲線1. 熱機(jī)循環(huán)目的：吸熱對外作功 1) PV 圖2)熱流圖（原理圖）abVpO熱機(jī)高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩礋釞C(jī) ：持續(xù)地將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臋C(jī)器奧托循環(huán)Q1Q2在一個循環(huán)中：熱機(jī)系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰崃縌1向低溫?zé)嵩捶艧崃縌2對外做功A3)性能指標(biāo)熱機(jī)效率熱機(jī)高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩捶懦鰺崃康慕^對值 熱機(jī)發(fā)展簡介 1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機(jī)，當(dāng)時蒸汽機(jī)的效率極低。1765年瓦特進(jìn)行了重大改進(jìn)，大大提高了效率，使其成為真正的動力。人們一直在為提高熱機(jī)的效率而努力，從理論上研究熱機(jī)效率問題，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推動

3、了熱學(xué)理論的發(fā)展。 熱機(jī)發(fā)展簡介 1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機(jī)，當(dāng)時蒸汽機(jī)的效率極低。1765年瓦特進(jìn)行了重大改進(jìn)，大大提高了效率，使其成為真正的動力。人們一直在為提高熱機(jī)的效率而努力，從理論上研究熱機(jī)效率問題，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推動了熱學(xué)理論的發(fā)展。各種熱機(jī)的效率液體燃料火箭柴油機(jī)汽油機(jī)蒸汽機(jī)2. 制冷循環(huán)目的：通過外界作功 從低溫?zé)嵩次鰺崃?) PV 圖2)熱流圖3)性能指標(biāo)制冷系數(shù)abVpO高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩粗吕錂C(jī)放出熱量的絕對值Q2Q1重要說明（補(bǔ)充約定）：在熱機(jī)、制冷機(jī)部分，由于實(shí)際中的需要或說是習(xí)慣，用Q1 (Q2) 表示在高(低)溫?zé)嵩刺?/p>

4、吸或放熱的絕對值。則熱機(jī)效率和制冷系數(shù)寫成：例 雙原子分子理想氣體作如圖所示的循環(huán)，V2/V1=2，求.pVacObV1V2等溫解：ab等體升壓(吸熱)Q1=Qab+Qbc , Q2=Qcabc等溫膨脹(吸熱)ca等壓壓縮(放熱)其中pVacObV1V2等溫其中因此于是pVacObV1V2等溫 1824 年法國青年工程師卡諾（Carnot）提出一個工作在兩熱源之間的理想循環(huán)卡諾循環(huán)。給出了熱機(jī)效率的理論極限值；他還提出了著名的卡諾定理。工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量的無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)-卡諾循環(huán) 8.8 卡諾循環(huán) -由 兩個準(zhǔn)靜態(tài)等溫過程 和 兩個準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程 構(gòu)成 1. 卡諾熱機(jī)熱流圖PV 圖pVT1等溫膨脹a絕熱膨脹T2絕熱壓縮bdc等溫壓縮 由兩條等溫線 和