5.4循環(huán)過程 卡諾循環(huán) 課件- 高中物理競賽

系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化狀態(tài)過程后，又回到原來的狀態(tài)的過程叫熱力學(xué)循環(huán)過程

.熱力學(xué)第一定律（取絕對值）凈功特征一、循環(huán)過程AB總吸熱總放熱§5-4

循環(huán)過程AB1.正循環(huán)(熱機循環(huán))過程曲線沿順時針方向，系統(tǒng)對外作正功。循環(huán)效率：一次循環(huán)過程中系統(tǒng)對外做的功占它從高溫熱源吸熱的比率。在一正循環(huán)中,系統(tǒng)從高溫熱源吸熱Q1，向低溫熱源放熱Q2(Q2>0),系統(tǒng)對外作功熱機的三個要素:熱機：持續(xù)地將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臋C器.

工作物質(zhì)（工質(zhì)）：熱機中被利用來吸收熱量并對外做功的物質(zhì).1)工作物質(zhì)2)兩個或兩個以上溫度不同的熱源3)對外作功的機械裝置

熱機發(fā)展簡介

1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機，當時蒸汽機的效率極低.1765年瓦特進行了重大改進，大大提高了效率.人們一直在為提高熱機的效率而努力，從理論上研究熱機效率問題，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.各種熱機的效率液體燃料火箭柴油機汽油機蒸汽機AB2.逆循環(huán)（制冷循環(huán)）過程曲線沿逆時針方向，系統(tǒng)對外作負功.制冷系數(shù)在一逆循環(huán)中,外界對系統(tǒng)作功A，系統(tǒng)從低溫熱源吸熱Q2，向高溫熱源放熱Q1(Q1>0）1423

例

1mol

氦氣經(jīng)過如圖所示的循環(huán)過程，其中

,求循環(huán)過程中熱機的效率.解由理想氣體狀態(tài)方程得1423例2

1mol氧氣作如圖循環(huán)，AB為等溫過程，BC為等壓過程，CA為等容過程。試計算循環(huán)效率.解：吸熱放熱例3

一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷abc、def過程。這兩過程是吸熱還是放熱？等溫線絕熱線解：吸熱def與絕熱線組成一個制冷機循環(huán)，系統(tǒng)在一次循環(huán)過程中吸收的凈熱量放熱例4

如圖，MT為等溫線，MQ為絕熱線，則在AM,BM,CM三種準靜態(tài)過程中，溫度升高的是

過程；氣體吸熱的是

過程。答：⑴BM,CM⑵CMPVACOBMTQ類似地，可判定BM,AM是放熱過程。理由：(TB,TC)<TT=TM理由:

考慮循環(huán)CMQC.A>0吸熱.但Q=QCM+QQC,而QC放熱,

故CM吸熱.在一循環(huán)中，若系統(tǒng)只和高溫熱源(溫度T1)與低溫熱源(溫度T2)交換熱量，這樣的循環(huán)稱卡諾循環(huán).二、卡諾循環(huán)

低溫熱源高溫熱源卡諾熱機AABCD

1824

年法國的年青工程師卡諾提出一個工作在兩恒溫熱源之間的理想循環(huán)—卡諾循環(huán)，給出了熱機效率的理論極限值。ABCDA理想氣體卡諾循環(huán)熱機效率的計算A—B等溫膨脹吸熱C—D

等溫壓縮放熱卡諾循環(huán)熱機效率D與A在同一絕熱線B與C在同一絕熱線ABCDA

－卡諾熱機效率A1234

卡諾熱機效率與工作物質(zhì)無關(guān)，只與兩個熱源的溫度有關(guān)，兩熱源的溫差越大，則卡諾循環(huán)的效率越高.