循环过程卡诺定律.PPT

* * 研究对象：物态变化过程中有关热、功的基本 概念及相互转换关系和条件 研究角度：用能量转化的观点． 研究方法：观测和实验 主要内容：热力学第一、二定律及应用； 循环过程；卡诺定律；熵 具体要求： 掌握功、热量和内能概念；掌握热力学第一定 律，熟练计算理想气体四过程各物理量及效率 理解可逆、不可逆过程及第二定律；了解熵 1、准静态过程：中间状态都可近似当 作平衡态的变化过程。 8-1　热力学基本概念 说明： （2）如不特别指明，都可看 准静态过程 （1）理想过程 2、内能：取决于热力学系统内部状 态的能量 理想气体： 真实气体： S P V V +dV 体积功的计算式 体积功与路径有关，是一过程量，其值等于P(v)曲线与V轴包围的面积 结论： 3、功：热力学系统体积发生变化时对外 界所作的功—能量传递的一种方式。 4、热量： 热量的实质： 热力学系统与外界交换的热能的量度。 功与热量关系：本质不同，但在改变系 统内能方面是等效的 8-2 热力学第一定律 １．表述：系统从外界吸收的热量在数量上等于该过中系统内能的增量及对外界作功的总和。 ２．数学表达式 或 ３．热力学第一定律指出第一类永动机是不可能实现的。 8-3 热力学第一定律应用于理 想气体等体、等压过程 一．等体过程： 一定量气体体积保持不变的过程 1、过程曲线及特征 Ｐ Ｏ Ｖ １ ２ Ｖ 2、方程： 3、等体摩尔热容 1mol理想气体： 4、三个物理量计算式 适应于所有过程 二．等压过程 １、过程曲线及特征 V P O 1 2 P 2、方程 3．定压摩尔热容 又 （2）泊松比 （3） . 理论值与实验值有差别，经典能量公式有缺陷 大8.31，Why? （1）在内能变化相同的情况下， 比 讨 论： 4、三个物理量计算式 三．等温过程 一定量气体温度保持不变的过程 V O P 1 2 １、过程曲线及特征 2、方程： 3、三个物理量表示式 四．绝热过程 系统与外界没有热交换的过程 １．过程曲线 V P O 1 2 ２．绝热方程 绝热指数： ３．三个物理量计算式 8-5 循环过程 系统经过一系列状态变化过程以后，又回到原来状态的过程。 循环特征：系统经历一个循环之后,内能不改变。 2、负循环(W0)：制冷循环 循环类型： 1、正循环(W0)：热机循环 一、正循环 p v o Q 1 Q 2 a b 循环曲线 循环效果：利用吸收的热能对外作功 循环效率： 二、逆循环 循环效果：利用外界作功将热量从低温处送到高温处。 制冷系数： a b 0 v p 卡诺循环 卡诺定理 由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。 卡诺热机效率： 卡诺致冷机效率： 一、卡诺循环： 8-6 热力学第二定律 开尔文叙述：不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热对外作功而不产生其它影响。 克劳修斯叙述：不可能把热量从低温物传到高温物体而不引起外界的变化 8-7 可逆过程与不可逆过程 可逆过程: 系统状态变化过程中,逆过 程能重复正过程的每一个状态, 且不引起其他变化的过程。 实现的条件:过程无限缓慢,没有耗散力 作功. 不可逆过程：在不引起其它变化的条 件下，不能使逆过程重复正过程 的每一个状态的过程. 8-8 卡诺循环 卡诺定理 由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。 卡诺热机效率： 卡诺致冷机效率： 一、卡诺循环： * *