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第二讲绝热过程循环过程 本次课内容 6 5理想气体的绝热过程 6 6循环过程卡诺循环 课本pp190 204 练习册第二十一单元 特征 适用于一切绝热过程介绍两种情况 6 5绝热过程 热力学第一定律 一 理气准静态绝热过程 联立消去dT 过程方程 绝热线比等温线更陡 将绝热方程与状态方程联立得理想气体准静态绝热过程方程的其它形式 绝热方程又称泊松公式 绝热过程曲线的斜率 等温过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于等温线的斜率 常量 常量 绝热线和等温线 绝热过程 特征 dQ 0 热一律 准静态绝热过程功的计算 二 自由膨胀特点 迅速来不及与外界交换热量则Q 0 非静态过程 无过程方程办法 只能靠普遍的定律 热 律 绝热热 律 能量守恒 由 因为自由膨胀所以系统对外不作功即 得 例1设有5mol的氢气 最初的压强为温度为 求在下列过程中 把氢气压缩为原体积的1 10需作的功 1 等温过程 2 绝热过程 3 经这两过程后 气体的压强各为多少 解1 等温过程 2 氢气为双原子气体 3 对等温过程 对绝热过程 有 例2氮气液化 把氮气放在一个绝热的汽缸中 开始时 氮气的压强为50个标准大气压 温度为300K 经急速膨胀后 其压强降至1个标准大气压 从而使氮气液化 试问此时氮的温度为多少 解氮气可视为理想气体 其液化过程为绝热过程 氮气为双原子气体 6 6循环过程卡诺循环 循环工作的物质称为工作物质 简称工质 特点 E 0 若循环的每一阶段都是准静态过程 则此循环可用p V图上的一条闭合曲线表示 沿顺时针方向进行的循环称为正循环 沿反时针方向进行的循环称为逆循环 一 循环过程及其效率1 循环过程 物质系统经历一系列状态变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程 简称循环 正循环工质在整个循环过程中对外作的净功数值等于曲线所包围的面积 整个循环过程工质从外界吸收热量的总和为Q1放给外界的热量总和为Q2 正循环过程是将吸收的热量中的一部分A净转化为有用功 另一部分Q2放回给外界 热机 通过工质使热量不断转换为功的机器 热机效率 热机 正循环 热机热机效率 致冷机 工质把从低温热源吸收的热量和外界对它所作的功以热量的形式传给高温热源 致冷机致冷系数 致冷机 逆循环 致冷机致冷系数 二 卡诺循环 由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程所组成的循环称之为卡诺循环 卡诺热机 等温膨胀过程 绝热过程 等温压缩过程 绝热过程 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的工作的一切热机中 卡诺循环的效率最高 卡诺热机效率 逆向卡诺循环反映了制冷机的工作原理 其能流图如图所示 工质把从低温热源吸收的热量Q2和外界对它所作的功 以热量的形式传给高温热源Q1 卡
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