循环过程热力学第二定律.pptVIP

* 1. 等体过程（isochoric process） 等体摩尔热容量 2. 等压过程（Isobaric process） 等压摩尔热容量 比热容比 3. 等温过程（Isotherm process） 4. 绝热过程（Adiabatic process） 泊松方程: 系统经过一系列变化后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程 . 热力学第一定律 净功 特征 一 循环过程 A B 总吸热 总放热 （取绝对值） 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 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 ：持续地将热量转变为功的机器 . 工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质 . 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 冰箱循环示意图 O p 1 2 3 V 解 1): 1— 2 例 1mol 双原子分子理想气体经过如图的过程，其中1— 2 为直线过程 、2— 3 为绝热过程、3— 1 为等温过程.已知 T1, T2 = 2T1 , V3 = 8V1 .求：1）各过程的功、热量和内能变化；2）此循环热机效率. 2— 3 3— 1 O p 1 2 3 V 解: 2） 三 卡诺循环 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. 卡诺循环 两个准静态等温过程 两个准静态绝热过程 组成 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 例 下列四个假想的循环过程，哪个可行？ p V 绝热 等温 （A） o p 绝热 绝热 （C） V o p V 等温 绝热 （B） o p V 绝热 绝热 等温 （D） o 例 有一卡诺热机，每一循环从高温热源 吸取热量 并向低温热源 放热。 求：（1）每一循环的效率与净功。（2）如将高温热源的温度提高到500K，每一循环的热机效率和净功又是多少？ 净功 解：（1） （2）高温热源温度提高到 时，热效率 由 得 例 用卡诺致冷机使1.00Kg、273K的水变成同温度的冰，设室温为27OC，已知冰的溶解热为 。 求：外力对致冷机所作的功，致冷机向环境放出的热量。 解：卡诺致冷机的致冷系数为 使1.00Kg水变成冰，制冷机需要吸收的热量为 致冷机需做的功 向环境放出能量 二、热力学第二定律 1. 宏观表述 开尔文表述(1851) 不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量，使之全部转变为有用功，而其他物体不发生任何变化。 单热源循环热机能否制成？ 意义：第二类永动机不可能制成 问题的提出 *