大学物理（张洁）第8章 热力学 2.pptVIP

* 一,循环过程 锅炉 气缸 冷凝器 水泵 热力学的发展过程==热机发展历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 内能的一部分转变成功 第4节 循环过程 卡诺循环 一,循环过程 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 工作物质：水； 物理实质：水在高、低温热源之间循环，使热的一部分变成功。 高温热源 低温热源 热力学的发展过程==热机发展历史。 内能的一部分转变成功 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 高温热源 低温热源 p V o 正循环； 逆循环。 一,循环过程 热力学的发展过程==热机发展历史。 内能的一部分转变成功 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 循环做的功 高温热源 低温热源 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环； 逆循环。 Q1 一,循环过程 ＝面积： Q2 循环到起始状态： DE= DE1 -DE2 =0 热力学的发展过程==热机发展历史。 内能的一部分转变成功 第4节 循环过程 卡诺循环 蒸气机的过程： 水加热成蒸汽 高温蒸汽推动活塞 低温蒸汽冷却成水 水泵回锅炉 循环 循环做的功 高温热源 低温热源 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环； 逆循环。 Q1 一,循环过程 ＝面积： Q2 在循环过程中，应用热力学第一定律时无需计算内能 热力学的发展过程==热机发展历史。 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 2 V2 p2 1 V1 p1 正循环效率： 一,循环过程 正循环：对外做功为＋ 逆循环：外界做功为－ 逆循环制冷系数： 热力学的发展过程==热机发展历史。 【例题 8-5】 1000mol空气，Cp,m=29.2J/Kmol，开始为标准状态A，pA=1.01×105Pa,TA=273K,VA=22.4m3，等压膨胀至状态B，其容积为原来的2倍，然后作下图所示的等容、等温过程回到态A，完成一次循环。求循环效率。 【解】 (1)等压膨胀过程 【解】 (2)等容降温过程 (3)等温压缩过程 【例题 8-5】 1000mol空气，Cp,m=29.2J/Kmol，开始为标准状态A，pA=1.01×105Pa,TA=273K,VA=22.4m3，等压膨胀至状态B，其容积为原来的2倍，然后作下图所示的等容、等温过程回到原态A，完成一次循环。求循环效率。 (1)等压膨胀过程 (4)循环效率 【例】双原子理想气体的始态压强为1.0×105pa，体积为1.0× 10-3 m3。先等压加热，使体积增大一倍，再等体放热，使压强降为0.7 ×105pa，最后绝热膨胀到初始温度，求：①画出过程曲线；②系统热力学能的增量；③系统对外界所做的功。 【解】 如图所示： 二,卡诺循环 为提高热机效率，卡诺提出一个理想热机的循环。 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 1(p1, V1) 1→2： 2(p2, V2) 3(p3, V3) 4(p4, V4) Q1 Q2 与高温热源接触，等温膨胀过程 2→3： 气缸置于绝热垫上，绝热膨胀过程 3→4： 与低温热源接触，等温过程 4→1： 气缸置于绝热垫上，绝热压缩过程 循环效率： 第4节 循环过程 卡诺循环 p V o 1(p1, V1) 2(p2, V2) 3(p3, V3) 4(p4, V4) 二,卡诺循环 第4节 循环过程 卡诺循环 【意义】 1，要提高h，提高T1，降低T2。 2，卡诺循环需2个热源，即不能从单一热源吸取热量做功。 3，∵T2≠0∴h 1。即，热不能全部转成功。 但是功可以全部转成热 二,卡诺循环 【解】 【例题 8-6】有可能利用表、深层海水温差制成热机。已知热带水域表层水温约为25℃，300m深处水温约为5℃。问： (1)在这2热源间工作的卡诺热机效率？ (2)如某电站在此最大效率下工作，获得效率1MW，则它以什么速率排放废热？ (3)此电站获得的机械功来自水从25℃的冷却到5℃所放出的热量，问此电站将以什么速率取用25℃的表层水？ (1) (2) (3) 第5节 热力学第二定律 一. 可逆过程与不可逆过程 大自然中有很多过程： 功变热 冬天我们搓手取暖； 焦耳实验中的搅拌器搅动水使水温升高； …… 输运过程 扩散