4-2循环过程 热机效率.ppt

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1、第三节热力学第二定律循环过程热机效率一、循环过程循环过程：热力学系统经历了一系列热力学过程后又回到初始状态。准静态循环过程：循环过程中每一个状态都是由热平衡态构成的，准静态循环过程对应P-V图上一条闭合曲线。§5.循环过程/一、几个概念经过一个循环，内能不变。循环曲线所包围的面积为系统做的净功。循环曲线顺时针，正循环，净功大于零；循环曲线逆时针，逆循环，净功小于零；二、热机效率1.什么是热机把热能转换成功的机械装置称为热机，如蒸汽机、汽车发动机等。热机作正循环。正循环§5.循环过程/二、热机效率热机从高温热源吸取热量，一部分转变成功，另一部分放到低温热源。高温热源T1低温热源T22.热机

2、效率如果从高温源吸取的热量转变成功越多，则热机效率就越大。三、致冷机致冷机是逆循环工作的，是通过外界作功将低温源的热量传递到高温源中。使低温源温度降低。逆循环例如：电冰箱、空调都属于致冷机。§5.循环过程/三、致冷系数高温热源T1低温热源T2致冷系数如果外界做一定的功，从低温源吸取的热量越多，致冷效率越大。室外室内§5.循环过程/三、致冷系数供暖系数空调机不仅可以制冷，而且也可制热。将其称为热泵。高温热源T1低温热源T2室外室内热泵是通过外界作功，将低温源(室外)的热量泵到高温源(室内)，与制冷机顺序相反。§5.循环过程/四、供暖系数供暖系数如果外界做一定的功，泵到高温源的热量越多，供暖

3、系数就越大。高温热源T1低温热源T2室外室内§5.循环过程/四、供暖系数卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。§6.卡诺循环/一、卡诺循环特点四、卡诺循环1-2等温膨胀过程吸热3-4等温收缩过程放热§6.卡诺循环/一、卡诺循环特点2-3与3-4为绝热过程§6.卡诺循环/一、卡诺循环特点2-3绝热膨胀过程4-1绝热收缩过程即§6.卡诺循环/一、卡诺循环特点二、讨论1.卡诺机必须有两个热源。热机效率与工作物质无关，只与两热源温度有关。2.提高热机效率的方法。使T1/T2越小越好，但低温热源的温度为外界大气的温度不宜人为地改变，只能提高高温热源温度。§6.卡诺循环/二、讨论卡诺制冷机：

4、卡诺热机：例1．用一卡诺循环致冷机从7℃热源中提取1000J的热传向27℃的空气中,需作多少功?例2:一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，AB和CD是等压过程，BC和DA是绝热过程。已知：TC=300k,TB=400k,试求循环效率。解：由绝热方程得：故循环效率为：例3：奥托机的循环曲线是由两条绝热线和两条等容线构成。证明：热机效率为a§5.循环过程/例：奥托机称为压缩比解：2-3为等容吸热过程4-1为等容放热过程a§5.循环过程/例：奥托机3-4为绝热膨胀过程a§5.循环过程/例：奥托机1-2为绝热压缩过程例4：一热机以1mol刚性双原子分子气体为工作物质，循环曲线如图所示，其中A

5、B为等温过程，TA=1300K，TC=300K。求①.各过程的内能增量、功、和热量；②.热机效率。解：①A-B为等温膨胀过程§5.循环过程/例：奥托机B-C为等压压缩过程吸热§5.循环过程/例：奥托机放热C-A为等容升压过程§5.循环过程/例：奥托机②热机效率【例题5】1.0mol双原子理想气体作如图所示的可逆循环，其中1-2为直线，2-3为绝热过程，3-1为等温线。已知T2=2T1，V3=8V1，试求：①各分过程的功、内能增量和热量；（用T1和R表示）②此循环的热效率。