(cyclicprocess)与卡诺循环(carnotcycle).ppt

§2循环过程( cyclic process ) 卡诺循环( Carnot cycle ) 蒸汽机的工作原理热机特点: ①工作物质(汽态水、液态水) ②工作物质从外界吸热,增加内能,一部分对外作功热量的形式放到一个温度较低的冷凝器里去。④以上过程循环不已地进行一循环过程 1 热机( heat engine )的工作原理③工作物质要回到原来状态,内能的另一部分以 2 定义:如果一系统从某一状态出发,经过任意的一系列过程,最后又回到原来的状态,则称此一系列过程为循环过程。 3 循环及循环效率规定:顺时针循环→正循环 ABCDA 热机逆时针循环→逆循环 ADCBA 致冷机或热泵正循环的特点: 从A→ B →C体积膨胀系统对外作功 C → D →A体积压缩系统对外作负功整个循环过程对外作功 ABCDA 在数值上等于 P—— V图上曲线 ABCD 所包围的面积正循环特点——系统对外作功经过一个循环过程又回到 AΔ U=0 系统对外作了功根据能量守恒,能量从哪里来? Q 1>│Q 2│ A 净=Q 1-│Q 2│循环效率: ???Q A 净???Q A 净?????Q QQ ?????Q Q ???Q?不可避免要放掉一部分热量???Q\∴η<1 4 逆循环和致冷机( refrigerator )制冷系数: ‘外界对系统作的功系统从外界吸的热 A Q ???∵U 2-U 1 =0 Q 1 =A+ Q 2??????QQ Q 5 热泵( heat pump )热泵是将热量由低温物体传到高温物体的装置, 它的工作原理与致冷机相同。致冷机是让工作物质从低温物体处吸热,使低温物体的温度更低;而热泵是让工作物质向高温物体放热,使高温物体的温度更高。热泵工作过程:压缩机将氨气或***里昂进行压缩, 使之变成高温高压的蒸汽, 蒸汽被导入室内管道(冷凝器)中,氨蒸汽凝结成液体,同时放出热量使室内气流升温而供暖。液化后的氨经节流阀变成低温低压的液体,被导入室外管道(蒸发器) 中,液体从室外的空气吸热而迅速蒸发,蒸发后的气体又回到压缩机中进行下一个循环。 A Q h ???如果上图中把压缩机的出口与室外管道相连,则此装置就可以用来给室内降温,这就是所谓的制冷空调,此时室内的管道就是蒸发器,而室外的管道就是冷凝器。——供热效率在研究提高热机效率的过程中,,称为卡诺循环。该循环过程由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成。二卡诺循环( Carnot cycle ) 、热力学的创始人之一,是第一个把热和动力联系起来的人。他出色地、创造性地用“理想实验”的思维方法,提出了最简单, 但有重要理论意义的热机循环——卡诺循环,并假定该循环在准静态条件下是可逆的,与工质无关,创造了一部理想的热机(卡诺热机)。卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。 1824 年卡诺提出了对热机设计具有普遍指导意义的卡诺定理,指出提高热机效率的有效途径,被后人认为是热力学第二定律的先驱。准静态卡诺循环特点:由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环过程①1→2等温膨胀过程???????V V RT MAQ lnΔ U=0 ② 2→3绝热过程???????????TVTV③ 3→4等温压缩过程│Q 2│?????V V RT M ln ④ 4→1绝热压缩???????????TVTV整个循环中内能不变 A=Q 1-│Q 2│????????Q QQQ A 卡??????????????V V RT M V V RT MV V RT M ln ln ln ???????????V VT V VTV VT ln ln ln (2→3) ???????????TVTV?????????)(V VT T