循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)課件.ppt

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1、一、循環(huán)過(guò)程POVMNABCDW一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)由某一平衡態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)任意過(guò)程又回到初態(tài)，這樣的過(guò)程稱為循環(huán)過(guò)程，簡(jiǎn)稱循環(huán)。循環(huán)工作的物質(zhì)稱為工作物質(zhì)，簡(jiǎn)稱工質(zhì)。熱力學(xué)第一定律凈功特征總吸熱（取絕對(duì)值）總放熱二、熱機(jī)及其效率POVMNABCDW熱機(jī)效率熱機(jī)（正循環(huán)）【例題8–5】計(jì)算汽油機(jī)的效率。汽油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的一種。內(nèi)燃機(jī)是燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞并輸出動(dòng)力的機(jī)械。1872年，德國(guó)工程師奧托（N.A.Otto，1832–1891）研制成功了第一臺(tái)四沖程活塞式煤氣內(nèi)燃機(jī)。1883年，德國(guó)人戴

2、姆勒（G.Daimler，1834–1900）成功地制造出了第一臺(tái)汽油內(nèi)燃機(jī)。奧托循環(huán)由吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、膨脹做功過(guò)程和排氣過(guò)程這四個(gè)沖程構(gòu)成（圖8–15）。ab：等壓過(guò)程bc：絕熱過(guò)程cd：等容過(guò)程de：絕熱過(guò)程eb：等容過(guò)程圖8–13奧托循環(huán)POP0V0VVabedcQ1Q2單缸四沖程汽油機(jī)構(gòu)造圖解:cd過(guò)程吸熱為:eb過(guò)程放熱為:所以，循環(huán)效率為:又過(guò)程de和bc有如下關(guān)系:圖8–15奧托循環(huán)POP0V0VVabedcQ1Q2r:壓縮比三、致冷機(jī)POVMNABCWD致冷機(jī)致冷系數(shù)致冷機(jī)（逆循環(huán)）家用電

3、冰箱工作原理圖四、卡諾循環(huán)1824年法國(guó)的年青工程師卡諾提出一個(gè)工作在兩熱源之間的理想循環(huán)—卡諾循環(huán)。給出了熱機(jī)效率的理論極限值。a→b：等溫膨脹，吸熱；b→c：絕熱膨脹；c→d：等溫壓縮，放熱；d→a：絕熱壓縮。兩個(gè)等溫過(guò)程兩個(gè)絕熱過(guò)程WabcdWabcd低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機(jī)a—b等溫膨脹吸熱Wabcdc—d等溫壓縮放熱d—a絕熱過(guò)程b—c絕熱過(guò)程Wabcd（1）要完成循環(huán)，必須有高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩础＃?）卡諾熱機(jī)效率只與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩从嘘P(guān)。高溫?zé)嵩吹臏囟仍礁?，低溫?zé)嵩吹臏囟仍降停试礁?。?）卡

4、諾熱機(jī)的效率　　　。討論高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩纯ㄖZ致冷機(jī)卡諾致冷機(jī)（卡諾逆循環(huán)）卡諾致冷機(jī)致冷系數(shù)：Wabcd【例題8–6】一電冰箱在氣溫為40oC的房間內(nèi)工作，保持結(jié)冰室內(nèi)的溫度為–10℃，由于冰箱壁的絕熱層不是理想的，結(jié)冰室每小時(shí)自房間內(nèi)吸收熱量3×105J，假設(shè)冷凍裝置是卡諾致冷機(jī)，問(wèn)冷凍機(jī)的電動(dòng)機(jī)每小時(shí)消耗多少能量?解：思考題8–7有兩個(gè)熱機(jī)分別使用不同的熱源作卡諾循環(huán)，在P–V圖上它們的循環(huán)曲線所包圍的面積相等，但形狀不同，如圖8-21所示。（1）它們吸熱和放熱差值是否相同？（2）對(duì)外所作的凈功是否相同？

5、（3）效率是否相同？圖8-21POVT1T2T3S1S28–8有一個(gè)卡諾機(jī)，以它作熱機(jī)使用時(shí)，如果兩熱庫(kù)溫差越大，對(duì)做功越有利；當(dāng)作致冷機(jī)使用時(shí)，如果兩熱庫(kù)溫差越大，對(duì)于致冷機(jī)是否越有利？為什么？8–9若分別以某種服從p(V–b)=RT的氣體（其中b為物性常數(shù)）和理想氣體為工質(zhì)在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g進(jìn)行卡諾循環(huán)，試比較哪個(gè)循環(huán)的熱效率大一些，為什么？