文档介绍：循环过程卡诺循环
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循环过程:热力学系统经历了一系列热力学过程后又回到初始状态的过程。
如果循环过程中各个分过程都是准静态过程,这个循环可用P-V图上的一条闭合曲线表示,并用箭头表示过程进行的方向。
历史上,热力学理论最初是在研究热机工作过程的基础上发展起来的。在热机中被用来吸收热量并对外作功的物质叫工质。工质往往经历一系列变化后又回到初始状态。
P
V
a
b
c
d
(3)循环曲线所包围的面积为系统做的净功。
(2)循环曲线为闭合曲线。
:
(1)经过一个循环,内能不变;
一、循环过程
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正循环
热机
在一般情况下,系统要从某些高温热源处吸收热量,部分用来对外作功,部分在某些低温热源处放出,而系统回到原来的状态。
逆循环
循环曲线逆时针。
在一般情况下,对于逆循环过程,通过外界对系统作功,系统要从某些低温热源处吸收热量,并向高温热源处放出热量,而系统回到原来的状态。
制冷机
正循环
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把热能转换成机械能的装置,如蒸汽机、汽车发动机等。
2. 热机工作特点
需要一定工作物质。
需要两个热源。
热机是正循环工作的。
正循环
:
①. 准静循环过程;
②.无摩擦和热损耗。
热机从高温热源吸取热量,一部分转变成功,另一部分放到低温热源。
高温热源T1
低温热源T2
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由能量守恒:
Q吸一定,如果从高温源吸取的热量转变成功越多,则热机效率就越大。
热机效率:
热机效率通常用百分数来表示。
例如:汽车发动机气缸活塞,从喷油嘴中喷出油雾,火花塞点火汽油燃烧,体积迅速膨胀,从燃烧的汽油中吸取热量,一部分对外作功,带动发动机转动,另一部分热量排放到大气(低温源)中。
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逆循环
致冷机是逆循环工作的,是通过外界作功将低温源的热量传递到高温源中的装置。它使低温源温度降低。
例如:电冰箱、空调都属于致冷机。
致冷机是通过外界作功将低温源的热量传递到高温源中,从而使低温源温度降低。
致冷系数:
高温热源T1
低温热源T2
室外
室内
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节流阀
冷凝器
压缩机
冰室
致冷系数:
如果外界做一定的功,从低温源吸取的热量越多,致冷效率越大。
由能量守恒:
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例:奥托机是德国物理学家奥托发明的一种热机,以其原理制造的发动机现仍在使用。奥托机的循环曲线是由两条绝热线和两条等容线构成。
证明:热机效率为
绝热线
解:
2-3为等容吸热过程
4-1为等容放热过程
效率
8
a
1-2为绝热压缩过程
3-4为绝热膨胀过程
一般为8,如采用双原子分子气体为工作物质,在理想情况下,其热机效率为:
称为压缩比
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例2:一热机以1mol双原子分子气体为工作物质,循环曲线如图所示,其中AB为等温过程,TA=1300K,TC=300K。求①.各过程的内能增量、功、和热量; ②.热机效率。
解:① A-B为等温膨胀过程
吸热
B-C为等压压缩过程
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