第三章热力学2.ppt

* §3.3.1 循环过程，热机效率,卡诺循环 定义：一系统由某一平衡态出发，经过任意一系列的过程 又回到原来的平衡态的整个变化过程。 A B A B 正循环： 顺时针，对外净做正功 逆循环： 逆时针，对外净做负功 热机 制冷机 特征: 一 循环过程(cycle process) 热机发展简介 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 热机 二 热机效率和致冷机的致冷系数 热机效率 高温热源 低温热源 热机（正循环） A B 致冷机致冷系数 致冷机（逆循环） 致冷机 高温热源 低温热源 A B 注 意 上述计算热机效率或者制冷系数的公式中，Q1表示向高温热源吸收和放出热量的总和。Q2表示向低温热源吸收和放出热量的总和。 无论系统吸收还是放出的热量Q，均用绝对值表示。 小结：热机效率 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 . 三 理想实验 卡诺循环(Carnot cycle) 低温热源 高温热源 卡诺热机 W A B C D 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. W A B C D 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 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 卡诺热机效率 W A B C D 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 低温热源 卡诺致冷机 卡诺致冷机（卡诺逆循环） 卡诺致冷机致冷系数 图中两卡诺循环 吗 ？ 讨 论 3、提高热机效率的方法。 使 越小越好。 讨论 2、卡诺热机效率与工作物质无关，只与两热源温度有关。 例如：波音飞机不用价格较贵的高标号汽油作燃料，而采用航空煤油作燃料。 要提高卡诺热机效率应尽量提高高温热源温度或尽量降低低温热源温度。 1、卡诺机必须有两个热源。卡诺热机的工作物质不一定是理想气体，可以是其他物质。 例 3-4. 计算奥托机（汽油机）的循环效率。c ? d, e ? b为等容过程； b ? c，d ? e为绝热过程。 解： 吸热 放热 Vo V p V a c d e b *