9.8 循环过程资料.ppt

1 大学物理第三次修订本第9章热力学一、循环过程物质系统的状态经过一系列变化后,又回到原来状态的过程叫热力学循环过程。 AQ? 0?? pVo AAB AV BV cd 循环过程循环过程 Q 1Q 21QQA??(面积)Q 2 总放热(取绝对值) Q 1 总吸热 2 大学物理第三次修订本第9章热力学沿顺时针方向进行的循环。 3. 热机和制冷机正循环逆循环沿逆时针方向进行的循环。工质从高温热源吸收热量,一部分用于对外做工,一部分向低温热源释放热量。(1) 热机(如蒸汽机、内燃机) (2) 制冷机外界对工质作功,工质从低温热源吸热,向高温热源放热。(如冰箱、制冷式空调) (正循环)(逆循环) 3 大学物理第三次修订本第9章热力学二、循环效率 1. 热机效率工质循环一次从高温热源吸热 Q 1,对外作净功 A,又向低温热源放出热量 Q 2。热机效率 1Q A?? 1 21Q Q?? 1 21Q QQ??Q 1= Q 2+A 4 大学物理第三次修订本第9章热力学 1698 年萨维利和 1705 年纽可门先后发明了蒸汽机,当时蒸汽机的效率极低。 1765 年瓦特进行了重大改进,大大提高了效率。人们一直在为提高热机的效率而努力,从理论上研究热机效率问题,一方面指明了提高效率的方向, 另一方面也推动了热学理论的发展。各种热机的效率液体燃料火箭柴油机汽油机蒸汽机%48 ??%8??%37 ??%25 ??热机发展简介 5 大学物理第三次修订本第9章热力学 2. 制冷系数 Q 1 = Q 2 + A 制冷系数 21 22QQ QA Q???w外界对工质作功 A,工质从低温热源吸热 Q 2,向高温热源放热 Q 1。 6 ?10 -2 kg 氧气作 ABCD 循环过程。 A?B 和C?D都为等温过程,设 T 1 = 300 K,T 2 = 200 K ,V 2 = 2 V 1。求循环效率。 D ABC T 1 =300K T 2 =200K V 2V 1V p 解 1 21 AB AB lnV V RT M mW Q??)(2 5 12 BC BCTTRM mEQ????吸热放热 7 大学物理第三次修订本第9章热力学 2 12 CD CD lnV V RT M mW Q??)(2 5 21TTRM mEQ DA DA????吸热放热 DA AB CD AB 1QQ W WQ W?????)(2 5 ln ln ln 211 21 2 121 21TTV VT V VTV VT????% 15 ? D ABC T 1 =300K T 2 =200K V 2V 1V p8 大学物理第三次修订本第9章热力学例2计算奥托机的循环效率。 c?d, e?b为等体过程; b?c,d?e为绝热过程。解)( cdm V, 1TTCM mQ??)( bem V, 2TTCM mQ??吸热放热 cd be1 211TT TTQ Q???????V 0V pV a c deb O 9 大学物理第三次修订本第9章热力学 1d 1e ?????0VTVT 1c 1b ?????0VTVT 1cd 1be)()( ???????0VTTVTT 1 cd be ???????????V VTT TT 0?? 1011 ???γVV η 111 ???γrV 0V pV a c deb O 10 大学物理第三次修订本第9章热力学例3 计算逆向斯特林循环的制冷系数。该循环由四个过程组成,先把工质由初状态Ⅰ(V 1,T 1) 等温压缩到状态Ⅱ(V 2,T 1),再等体降温到状态Ⅲ(V 2,T 2), 然后经等温膨胀到达状态Ⅳ(V 1,T 2), 最后经等体升温到初始状态Ⅰ。V 0V pV ⅢⅡⅠⅣ O 1T 2T 1Q 2Q ????解工质在Ⅲ→Ⅳ中, 吸热 2 122 lnV V RT Q??