文档介绍：1大学物理第三次修订本第9章热力学一、卡诺循环(讨论以理想气体为工质的卡诺循环)1824年法国年青的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, 并还提出了著名的卡诺定理。:组成循环的每一个过程都是可逆过程,则称该循环为可逆循环。2大学物理第三次修订本第9章热力学卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。VopA21TT?1243T2T1卡诺热机高温热源T11Q低温热源T22QA3大学物理第三次修订本第9章热力学1?2工质接触高温热源T1, 温度不变,体积V1→V2等温膨胀。1211lnVVRTMmQ?卡诺循环热机效率吸收热量2?3体积V2 →V3, 绝热膨胀, 吸热为零, 内能减少。绝热方程AVop21TT?1243T2T1V1V4V2V3P1P2P4P3213112TVTV?????4大学物理第三次修订本第9章热力学3?4工质接触低温热源T2, 温度不变, 体积V3 ?V4, 等温压缩。4322lnVVRTMmQ?放出热量4?1体积V4 →V1,绝热压缩, 吸热为零, 内能增加。214111TVTV?????绝热方程WVop21TT?1243T2T1V1V4V2V3P1P2P4P35大学物理第三次修订本第9章热力学|A| = Q1-Q2 卡诺热机效率1211QQQQA????一次循环,气体对外作净功121QQ??由2?3 、4?1的绝热方程214111TVTV?????213112TVTV?????两式相除, 得1243VVVV?代入Q1、Q2,得6大学物理第三次修订本第9章热力学121TT???2211TQTQ?1211lnVVRMmTQ?124322lnlnVVRMmVVRMmTQ??得121QQ???代入得卡诺热机效率7大学物理第三次修订本第9章热力学(1) 要完成一个卡诺循环, 必须有高、低温两个热源,两热源的温差越大, 则卡诺循环的效率越高。(2) 卡诺定理可以证明,工作在相同高、低温热源间的一切热机,卡诺可逆机效率最高。121TT???(3)卡诺循环效率只与两热源温度有关,因此提高热机效率的唯一有效途径是: 提高高温热源的温度。讨论8大学物理第三次修订本第9章热力学(4) T1≠∞,T2 ≠0,故?不可能等于1或大于1。只适于卡诺循环。121TT???1211QQQW????适合于任何循环。注意9大学物理第三次修订本第9章热力学卡诺致冷机(卡诺逆循环)致冷系数212QQQ??wVopW21TT?T1T2卡诺致冷机高温热源T11QA低温热源T22Q2211TQTQ??若工质为理想气体212TTT???w这是在T1和T2之间工作的各种制冷机的制冷系数的最大值。10大学物理第三次修订本第9章热力学二、卡诺定理1. 在相同高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机都具有相同的效率。2. 工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。121TT???121TT???