文档介绍：上页下页返回退出上页下页返回退出循环过程: 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。 ab pV O 0E ? ? Q A ? ?循环包括:正循环(顺时针)-- 热机逆循环(逆时针)-- 致冷机工质:循环工作的物质称为工质. § § 6-3 6-3 循环过程循环过程卡诺循环卡诺循环一一、循环过程、循环过程上页下页返回退出上页下页返回退出正循环:工质在整个循环过程中对外作的净功等于曲线所包围的面积。工质从外界吸收热量的总和为 Q 1, 放给外界的热量总和为 Q 2, 1 2 0 Q Q Q A ? ???净净正循环过程是将吸收的热量 Q 1中的一部分转化为有用功 A 净,另一部分 Q 2放回给外界。热机: 通过工质连续不断地将热转化为功的装置。热机效率说明: Q Q 1 1包括整个循环过程中吸收的热量 Q Q 2 2包括整个循环过程中放出的热量(绝对值) 2 1 1 1 AQ Q Q ?? ???输出功吸收的热量净上页下页返回退出上页下页返回退出锅炉泵汽缸冷凝器蒸汽机中水循环过程 Q 吸水水蒸气废汽水 Q 放A 高温热源低温热源 A 2Q 1Q1T 2T 工作原理图上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出卡诺循环: 由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。 1 1- -2 2: :等温过程 2 2- -3 3: :绝热过程 3 3- -4 4: :等温过程 4 4- -5 5: :绝热过程 2T 1T 123 4 pV O 卡诺循环是准静态循环, 只和两个恒温热源交换热量低温热源低温热源 T T 2 2 高温热源高温热源 T T 1 1 1Q 2Q 21QQA??二、二、卡诺循环卡诺循环上页下页返回退出上页下页返回退出正向卡诺循环的效率推导 3-4 等温压缩: 1 1 mol2 ln1 Vm Q RT M V ? 3 4 2 2 2 mol 3 mol 4 ln ln V V m m Q RT RT M V M V ? ? 1-2 等温膨胀: 则 1 2 4 3 ln ln11 1 21 2V VT V VTQ Q????? 123 4 1p1V 2p2V 3p3V 4p4V pV O 2Q 1QA 4-1和2-3是绝热过程:2 1 12 3)(T TV V???2 1 11 4)(T TV V???4 31 2V VV V?所以 211 TT ?? ? C, 上页下页返回退出上页下页返回退出说明: (1)完成一次卡诺循环必须有温度一定的高温和低温热源; (2)卡诺循环的效率只与两个热源温度有关; (3)卡诺循环效率总小于 1; (4)在相同高温热源和低温热源之间工作的一切热机中,卡诺循环的效率最高。致冷机: 工质把从低温热源吸收的热量 Q 2和外界对它所作的功 A以热量 Q 1的形式传给高温热源。高温热源高温热源 T T 1 1 1Q 2Q 21QQA??低温热源低温热源 T T 2 2 致冷循环上页下页返回退出上页下页返回退出外界的功 21QQA??致冷系数: 从低温热源吸收的热量Q Q 2 2与外界作的功 A A之比,即 A Qw 2? 21 2QQ Q??对卡诺致冷机: 2 1 2 Tw T T ?? C pV 43 2V 1V 1o 2 1Q 2Q 3V 4V 1T 2T致冷系数 3 2 2 mol 4 ln VM Q RT M V = 1243VVVV? 2 1 1 mol 1 ln VM Q RT M V =上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出上页下页返回退出例题 6-4 有一卡诺致冷机,从温度为-10℃的冷藏室吸取热量,而向温度为 20℃的物体放出热量。设该致冷机所耗功率为 15kW , 问每分钟从冷藏室吸取热量为多少? 2 1 2 263 30 Tw T T ? ??每分钟作功为所以每分钟作功从冷藏室中吸取的热量为 3 5 15 10 60J 9 10 J A ? ???= 6 2 10 J Q wA ? ?= 6 1 2 10 J Q Q A ? ???此时,每分钟向温度为 20℃的物体放出的热量为解:T 1=293K ,T 2=263K ,则