大学物理教学课件—（st）15.li热力学（17）.ppt

0d?V 0d?p 0d?T 0d?Q CT p?CT V? CpV?1C PV ??2 1CTV???3 1CTP?????0 Q 热量 W功 1 2 lnV V RT ?)( 12m V,TTC??0 )( 12m p,TTC??)( 12VVP? 1 2 lnV V RT ?)( 12m V,TTC???1 2211??? VPVP)( 12m V, 12TTCEEE?????? vddd ppEQ??0v??ddpE vdd TpQ? EQdd v?R iC2 m V,? R iC2 2 m P,??? 0 等体等压等温绝热过程过程特点过程方程热一律内能变化摩尔热容 1、循环(过程)(1) 定义:(2) 特点: ? P-V 图上,闭合曲线面积:S=|W| S=|W| ??E=0 ?一个循环中,Q 吸净=W 对外净 P-V 图上,曲线闭合. 正循环; 逆循环正循环,顺时针,W 对外>0 逆……,逆……,W 对外<0 ---热机循环---制冷循环 V Po 五、循环,卡诺循环五、循环,卡诺循环 2、热机和制冷机( heat engine and refrigerator) 热机: 把热量?有用功制冷机: 外界做功,把热量从低温热源?高温热源热机循环——系统对外界作正功——正循环制冷机…..——系统对外界…负…——逆….. T 1T 2热机 Q Q 1 1W W Q 2T 1T 2制冷机 Q 2Q 1W W 3、循环效率( cycle efficiency) 热机效率: 吸对外净 1Q W??制冷机效率(制冷系数): 外对系吸W Qe 2?,Q 1,Q 2均取正值 1 21Q QQ?? 1 21Q Q??21 2QQ Q??2. Q 1 : 吸热的代数和 Q 2 : 放热…………. 注意 4、卡诺循环( Carnot cycle )由两条等温线和两条绝热线构成. PV 0 123 4 (T 2) (T 1)(V 3,T 2) (V 2,T 1) (V 1,T 1)(V 4,T 2) 1 211 lnV V RT Q??吸1?2:等温膨胀 2?3:绝热膨胀 Q=0,W 对外>0 3?4:等温压缩| ln| 3 422V V RT Q??放4 32 lnV V RT ??4?1:绝热压缩 Q=0,W 系对外<0 142 111 132 121??????????VTVT VTVT 4 31 2V VV V?? 2 12 1T TQ Q?2?3,4?1:绝热过程 1 21Q Q c???卡诺热机效率 1 21T T??, 21QQW??对外净全循环: 1Q W 对外净?? 1 21Q QQ??(1) 仅由高低热源的温度决定(2) 只适用于卡诺循环效率的计算注意: 卡诺制冷系数 21 2 2QQ Q W Qe c???外对系吸21 2TT T??1 41V 4V 23 1p 2pPV o 12Q 34Q 41Q 23Q例 1 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程,其中 , 求1—2、2—3、3—4、4—1 各过程中气体吸收的热量和热机的效率 . 122pp? 142VV?解由理想气体物态方程得 122TT? 134TT? 142TT? 1m,12m, 12)(TCTTCQ V V??? 1m,23m, 232)(TCTTCQ pp??? 1m,34m, 342)(TCTTCQ V V????)23( m,1 1RCT RT V??Q QQQ W 1 211????%3. 15 ? RCC Vp?? m,m,) )(( 14 12VV ppW??? 111 RT Vp?? QQQ 23 12 1?? 1m,41m, 41)(TCTTCQ pp???? 1m,1m,2TCTC pV?? 1 41V 4V 23 1p 2pPV o 12Q 34Q 41Q 23Q1m, 12TCQ V? 1m, 232TCQ p? 1m, 342TCQ V??例2:理想气体循环过程(如图). T A =300K, 求:(1) T B,T C ; (2) 各过程作功; (3) 全循环的 Q 吸P V(m 3)0 A CB 100 300 13 (P a) 解: (1) (2) A ? B: JW400 1?B? C: JW200 2??C? A: W 3 =0 (3) KP PTT A CAC 100 ???KV VTT C BCB 300 ???JQ 200 ?吸