热学循环过程卡诺循环课件

1循环过程卡诺循环1循环过程卡诺循环2

系统的工质，经一系列变化过程又回到了初始状态，如果每一段过程都是平衡过程，表现在P—V

图上就是：

过程按顺时针进行叫正循环，反之，叫逆循环。（1）特征dE=0E=0循环曲线为闭合曲线（2）通过各种平衡过程组合起来实现。（3）热功计算：按各不同的分过程进行，总合起来求得整个循环过程的净热量、净功。循环曲线所包围的面积为系统做的净功一、循环过程1.循环过程2系统的工质，经一系列变化过程又回到了初始状态，32.正循环与逆循环正循环热机

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32.正循环与逆循环正循环热机在一般情况下，系41.热机

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3.可逆循环条件:①.准静循环过程；②.无摩擦和热损耗。2.热机效率3.工作示意图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T241.热机把热能转换成机械能的装置，如蒸汽机、汽车发54.热机效率由能量守恒：

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。播放动画54.热机效率由能量守恒：Q吸一定，如果从高温源吸取的热量6逆循环3.致冷机

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。1.工作示意图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。2.致冷系数致冷系数：高温热源T1低温热源T2室外室内6逆循环3.致冷机致冷机是逆循环工作的，是通过外界作功7播放动画节流阀冷凝器压缩机冰室3.电冰箱工作原理致冷系数：

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：7播放动画节流阀冷凝器压缩机冰室3.电冰箱工作原理致冷系数：8例1：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例1：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9a1-2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9a1-2为绝热压缩过程3-4为绝热膨胀过程一般为8，如采用10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：①A-B为等温膨胀过程吸热B-C为等压压缩过程10例2：一热机以1mol双原子分子气体为工作物质，循环曲线11放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热11放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热12②.热机效率一个循环中的内能增量为：12②.热机效率一个循环中的内能增量为：13卡诺（1796—1832）13卡诺（1796—1832）141.卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。2.需要两个热源，高温源T1和低温源T2。3.不计摩擦、热损失及漏气，视为理想热机。4.热机效率为：动画二、卡诺循环1.卡诺循环的特点141.卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。2.需153-4等温收缩过程放热2-3与4-1为绝热过程1-2等温膨胀过程吸热153-4等温收缩过程放热2-3与4-1为绝热过程161.卡诺机必须有两个热源。两个热源的温度差才是热动力的真正源泉热机效率与工作物质无关，只与两热源温度有关。例如：波音飞机不用价格较贵的高标号汽油作燃料，而采用航空煤油作燃料。2.讨论2-3绝热膨胀过程4-1绝热收缩过程161.卡诺机必须有两个热源。两个热源的温度差才是热动力的真173.提高热机效率的方法。使越小越好，但低温热源的温度为外界大气的温度不宜人为地改变，只能提高高温热源温度。这是不能实现的，因此热机效率只能小于1！现在的技术还不能达到绝对0K；如果大于1，W>Q吸则违反了能量守恒定律。2.热机效率不能大于1或等于1，只能小于1。如果为1则或173.提高热机效率的方法。使越小越好，但低温热源的温度为外18

卡诺为热力学第二定律奠定了基础，为提高热机的效率指明了方向，为热力学的发展作出了杰出的贡献！卡诺（1796—1832）18卡诺为热力学第二定律奠定了基础，为提高热机的效1910

从单一热源吸取热量的热机是不可能的20

卡诺热机的效率只与T1、T2有关，与工作物无关。30不可能（3）卡诺致冷机*原理：Q1Q2T1T2工作物从低温热源吸热Q2，又接受外界所作的功A净<0

，向高温热源放出热量。能量守恒：~等温循环动画动画讨论1910从单一热源吸取热量的热机是不可能的20卡诺20说明了：低温热源的热量是不会自动地传向高温热源的，要以消耗外功为代价。*致冷系数w越高越好（吸一定的热量Q2需要的外功越少越好）。注意：10

T2

越低，使T1-T2

升高，都导致w下降，说明要得到更低的T2，就要花更大的外功。20

放出的热量是可以利用的。（致冷）。使低温热源的温度越来越低T1T2~

结果：20说明了：低温热源的热量是不会自动地传向高温热源的，要以21例1.一定量的理想气体，分别经历abc、def

过程。这两过程是吸热还是放热？def：abc：（0）（+）

（+）（0）（-）（+）

（-）（+）

（-）^=df绝热等温绝热21例1.一定量的理想气体，分别经历abc、d22例2.

一定质量的理想气体循环过程分析Q、A的正负1—2：等压，升温2—3：等温，升压3—1：等容、降温大大小小小大小大22例2.一定质量的理想气体循环过程分析Q、A的正负1—23循环过程卡诺循环1循环过程卡诺循环24

系统的工质，经一系列变化过程又回到了初始状态，如果每一段过程都是平衡过程，表现在P—V

图上就是：

过程按顺时针进行叫正循环，反之，叫逆循环。（1）特征dE=0E=0循环曲线为闭合曲线（2）通过各种平衡过程组合起来实现。（3）热功计算：按各不同的分过程进行，总合起来求得整个循环过程的净热量、净功。循环曲线所包围的面积为系统做的净功一、循环过程1.循环过程2系统的工质，经一系列变化过程又回到了初始状态，252.正循环与逆循环正循环热机

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32.正循环与逆循环正循环热机在一般情况下，系261.热机

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3.可逆循环条件:①.准静循环过程；②.无摩擦和热损耗。2.热机效率3.工作示意图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T241.热机把热能转换成机械能的装置，如蒸汽机、汽车发274.热机效率由能量守恒：

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。播放动画54.热机效率由能量守恒：Q吸一定，如果从高温源吸取的热量28逆循环3.致冷机

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。1.工作示意图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。2.致冷系数致冷系数：高温热源T1低温热源T2室外室内6逆循环3.致冷机致冷机是逆循环工作的，是通过外界作功29播放动画节流阀冷凝器压缩机冰室3.电冰箱工作原理致冷系数：

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：7播放动画节流阀冷凝器压缩机冰室3.电冰箱工作原理致冷系数：30例1：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例1：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31a1-2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9a1-2为绝热压缩过程3-4为绝热膨胀过程一般为8，如采用32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：①A-B为等温膨胀过程吸热B-C为等压压缩过程10例2：一热机以1mol双原子分子气体为工作物质，循环曲线33放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热11放热或由热力学第一定律C-A为等容升压过程放热吸热34②.热机效率一个循环中的内能增量为：12②.热机效率一个循环中的内能增量为：35卡诺（1796—1832）13卡诺（1796—1832）361.卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。2.需要两个热源，高温源T1和低温源T2。3.不计摩擦、热损失及漏气，视为理想热机。4.热机效率为：动画二、卡诺循环1.卡诺循环的特点141.卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。2.需373-4等温收缩过程放热2-3与4-1为绝热过程1-2等温膨胀过程吸热153-4等温收缩过程放热2-3与4-1为绝热过程381.卡诺机必须有两个热源。两个热源的温度差才是热动力的真正源泉热机效率与工作物质无关，只与两热源温度有关。例如：波音飞机不用价格较贵的高标号汽油作燃料，而采用航空煤油作燃料。2.讨论2-3绝热膨胀过程4-1绝热收缩过程161.卡诺机必须有两个热源。两个热源的温度差才是热动力的真393.提高热机效率的方法。使越小越好，但低温热源的温度为外界大气的温度不宜人为地改变，只能提高高温热源温度。这是不能实现的，因此热机效率只能小于1！现在的技术还不能达到绝对0K；如果大于1，W>Q吸则违反了能量守恒定律。2.热机效率不能大于1或等于1，只能小于1。如果为1则或173.提高热机效率的方法。使越小越好，但低温热源的温度为外40

卡诺为热力学第二定律奠定了基础，为提高热机的效率指明了方向，为热力学的发展作出了杰出的贡献！卡诺（1796—1832）18卡诺为热力学第二定律奠定了基础，为提高热机的效4110

从单一热源吸取热量的热机是不可能的20

卡诺热机的效率只与T1、T2有关，与工作物无关。30不可能（3）卡诺致冷机*原理：Q1Q2T1T2工作物从低温热源吸热