第5章热力学基础zhao祥解.ppt

第二篇　热学(Heat) 第二篇　热学(Heat) 作业要求(双周三上课前交作业) 1 请勿对折 2 题间空行 3 免抄题 4 请按量做题 5 请按时交 5－1准静态过程的功、热和内能 5－1准静态过程的功、热和内能 5－1准静态过程的功、热和内能 5－2　热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用★★★ 作业:5-18　5-19 5－3　绝热过程和多方过程 5-4 循环过程 卡诺循环 一、循环过程 二、循环效率 三、卡诺循环 四、卡诺致冷机 作业 　 习题集 　Ｐ67　27 、32、33、 34、 35 36、37 3、两种表述的等效性 三、热力学第二定律的微观意义 二、多方过程 实际的热工过程中，严格的等温或严格的绝热过程难以实现， 对气体加以压缩或使气体膨胀时，气体经历的过程常常介于绝热 和等温之间的过程，而把此过程称为多方过程，写为： 绝热过程、等温过程、等压过程、等容过程都可以看成是 多方过程的特殊情况。 令 n =1 令 n =γ 令 n = 0 令 n = ∞ 等温过程； 等压过程； 绝热过程； 等容过程； P58 2 5 系统由一状态出发，经过任意的一系列过程又回到原来的状态的全过程。 若系统的循环过程准静态地进行，则在P-V 图上可用一闭合曲线表示。 循环过程的特点：ΔE=0 W净=Q净 正循环 W0 p V 0 逆循环 W0 p V 0 循环沿顺时针方向进行。 2、逆循环(致冷循环) 循环沿逆时针方向进行。 1、正循环(热循环) A-高温热源　B-锅炉 　C-泵 　　 　D-气缸　　　E-低温热源　　　　 二、循环效率 1、热机 热机效率： (利用工作物质的正循环，不断地把热量转变为功的机器 ) 热机 Q1 W=Q1-|Q2| |Q2| ---投入 产出 高温热源T1 低温热源T2 1、热机 C--毛细节流阀? B--冷凝器? D--冷库?? E--压缩机 2、致冷机 常用致冷机----冰箱 吸热 放热 高温(460 C)高压气体 常温(370C)高压液体 低温低压液体 低温低压气体 制冷系数： (利用工作物质的逆循环，外界对工作物质做功，不断地从低温热源吸取热量，传递给高温热源的机器 ) 制冷机 Q2 |Q1|=W+Q2 W 投入 --产出 高温热源T1 低温热源T2 2、致冷机 P60 8 、9、10 、 23 、19 T1 T2 在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低 温热源）之间工作的准静态循环过程。 工作物质与高温热源接触而吸热的过程是温度为 T1 的等温过程； 工作物质与低温热源接触而放热的过程是温度为 T2 的等温过程； 工作物质和两个热源分开时的过程是两个绝热过程。 卡诺循环封闭曲线由两条等温线和两条绝热线组成。 V1 V2 V3 V4 V1 V2 V4 V3 卡 诺 循 环 T1 T2 V1 V2 V3 V4 卡诺热机效率 (1) 1→2 等温膨胀： (2) 2→3 绝热膨胀 (4) 4→1 绝热压缩 (3) 3→4 等温压缩 TVγ-1=c2 Q1 Q2 (1) 理想气体可逆卡诺循环热机效率只与 T1、T2 有关,温差越大，效率越高。提高热机高温热源的温度T1 ，降低低温热源的温度T2 都可以提高热机的效率.但实际中通常采用的方法是提高热机高温热源的温度T1 。 (2) 可逆卡诺循环热机的效率与工作物质无关 結论 当高温热源的温度T1一定时，理想气体卡诺循环的致冷系数只取决于T2 。 T2 越低，则致冷系数越小。 说明 T1 温度恒定的 高温热源 T2 温度恒定的 低温热源 工作物质 |Q1|=|W|+Q2 |W| Q2 例5-5 图5-15为一理想气体的循环过程，其中ab、cd为等压过 程bc及da为绝热过程，b点温度为T2 ，C点温度为T3 ，求此循 环的效率η，这个循环是卡诺循环吗？ 解： 等压过程ab向外界吸热为 等压过程cd向外界放热为 由热机循环效率 O V p d a c(T3) b(T2) 由绝热线bc及ad得 热机循环效率为 P60 11 、20 、 22 选择题：对于理想气体,下列哪个过程是可能发生的？ (1) 等容加热，内能减少，压强升高； (2) 等温压缩，压强升高，同时吸热 (3) 等压压缩，内能增加，同时吸热 (4) 绝热压缩，压强升高，内能增加 V P T1 T2 引言：凡符合热一律的过程---即符合能量守恒的 过程式是否都能实现呢？这是热二律要 回答 的问题。 一 热力学过程的方向性 1 功热转换的方向性 功 热 功 热 高温 低温 2 热传导的方向性