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13-5 循环过程 卡诺循环 物理学 第五版 第十三章 热力学基础 热机发展简介 1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸气机 ，当时蒸气机的效率极低 . 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 蒸气机 热机 : 持续地将热量转变为功的机器 . 冰箱循环示意图 系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程 . 由热力学第一定律 特征 一 循环过程 A B 净功 总吸热 二 热机效率和致冷机的致冷系数 热机（正循环） 致冷机（逆循环） 净吸热 总放热 （取绝对值） 2 Q 热机 热机效率 高温热源 低温热源 A B 致冷机致冷系数 致冷机 高温热源 A B 低温热源 例 1 汽油机可近似看成如图循环过程(Otto循环)，其中AB和CD为绝热过程，求此循环效率. 解 吸 放 C D B A p V1 V2 o 又BC和DA是绝热过程： 所以 V 吸 放 C D B A p V1 V2 o 三 卡诺循环 1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环 ——卡诺循环. 给出了热机效率的理论极限值； 他还提出了著名的卡诺定理. 卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成 . 卡诺热机 W A B C D 低温热源T2 高温热源T1 2 1 T T 理想气体卡诺循环热机效率的计算 A — B 等温膨胀 B — C 绝热膨胀 C — D 等温压缩 D — A 绝热压缩 卡诺循环 W A B C D A — B 等温膨胀吸热 C — D 等温压缩放热 W A B C D D — A 绝热过程 B — C 绝热过程 所以 W A B C D 卡诺热机效率 卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高 . W A B C D 高温热源T1 卡诺致冷机 卡诺致冷机（卡诺逆循环） 卡诺致冷机致冷系数 低温热源T2