对卡诺循环的一点感想

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建筑热学实验结论与心得体会

建筑热学实验结论与心得体会

建筑热学实验结论与心得体会篇一:热力学总结及学习感想热力学总结及学习感想姓名:刘超学号:110810XX7 专业班级:自动化113班学习感想“自1887年,奥斯特瓦尔德(Ostwald)和范特霍夫(van’t Hoff)创办了世界上第一份《物理化学杂志》便标志着物理化学学科的诞生,而经过一个多世纪的发展它亦形成了一门内容十分丰富的学科。

(刘国杰《物理化学导读》科学出版社)”。

虽然这学期对物理化学的学习仅限于第一章的气体、第二章的热力学第一定律、第三章的热力学第二定律,但对于我来说已经足够了,已经有了充足的时间能让我对这门学科进行系统性的认识,掌握对其的学习方法。

刚接触物理化学这个名词时对于这门即将学习的学科产生了些许疑问。

高中的课程也有过物理、化学,但他们两者之间能有什么联系吗?当时我还真的没有找出答案,感觉这完全是两个不着边的学科。

随着学习的深入才发现原来他们两个是紧密相连的,“物理化学是利用物理学的原理和实验方法研究化学理论问题的学科。

(刘国杰《物理化学导读》科学出版社)”。

而数学作为物理学的基础也穿插其中并扮演了十分重要的角色,特别是那一大堆的偏微分公式。

这真是一件让人见着就头痛的事,因为前期没有好好学习高数所以要理解这些公式对我来说便显得特别的吃力。

为了能跟上老师的节奏只有自己利用课后时间复习高数,但光复习高数是远远不够的。

比如对于高中学习过的气体状态方程:pV=nRT,热力学温度与摄氏温度的转换关系:T=(t/℃+)K,两分子间总的作用势能:E?E吸引?E排斥=-AB +早已忘记其中各个字母所代表的的物理量和含义了。

由于其616rr是一个交叉的,覆盖面广的学科,在复习以前知识的同时也要自己去了解课外的知识,并将它们融会贯通。

这些也让我逐渐接受了一个观念,夸大了教师在学习上的作用。

“关于教与学,向来就有猎枪与干粮,鱼与渔之争,干粮与鱼总有吃尽的时候,而唯有成为渔翁和猎人才有取之不尽的食物,那种把一切都在课堂上讲懂的是不负责任的大学教师,一个孩子总要断奶,教师的作用是释疑,使学生在学习上少走弯路、事半功倍。

从卡诺循环的效率表达式我们可以得到哪些启示?

从卡诺循环的效率表达式我们可以得到哪些启示?

1.从卡诺循环的效率表达式我们可以得到哪些启示?答(1)卡诺循环的效率永远小于1。

因为我们既无法找到温度无限高的热源,也无法利用温度为绝对零度的冷源。

提高T1定温或降低T2定温都可以提高热效率。

但在实际应用中,我们所能找到的冷源,其温度很难低于环境温度。

也就是说,大幅度降低冷源的温度是不可能的,提高卡诺的主要途径是提高热源的温度。

实际上,现代火力发电厂的总效率为百分之40。

(2)当卡诺循环时,T1=T2,则循环的热效率为零。

这说明如果没有温差,就不可能用热能来产生机械动力。

因为由单一热源吸取热量来提供动力的发动机也是不可能制成的。

这实际上就是热力学第二定律的另一种表述方式。

(3)卡诺循环只是一种理想情况,实际上不可能造出完全遵循卡诺循环的热力发动机。

首先,气体的定温膨胀和压缩是很难实现的。

其次,当T1和T2相差较大时(这是提高效率所必须的),卡诺循环的P—V图就非常狭长。

这就是说,为了达到一定的输出功率,卡诺机的体积必须很大,这在实践上是很困难的。

最后,摩擦损失是不可避免的。

所以,理想的可逆循环是达不到的。

(4)虽然按卡诺循环工作的热机没有造出来,但卡诺循环为提高热机的效率指出了重要方向,即尽量提高工质吸热时的温度及尽量使工质膨胀到接近自然环境的温度再向外放热。

这些都已成为热机设计中得指导原则。

(5)因为一切热机的循环效率都不可能超过卡诺循环的效率,改进任何热机的方向都是使它的循环效率尽可能地接近卡诺循环。

一切循环,其效率与相同的热源和冷源温度下的卡诺循环效率的差别可以用来衡量这种循环的完善程度,这是卡诺循环的重要理论价值和实际意义。

2.怎样就算燃煤锅的热效率?锅炉运行时,燃料送入锅炉的热量与锅炉有效利用热量及各项热损失的和相等,即我们所说的热平衡:方法一:Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6(1)Qr:燃料送入锅炉的热量(一般就是燃料应用基低位发热量,即Qr=Qydw),kj/kgQ1:锅炉有效利用热量,kj/kgQ2:排烟带走的热量,Q3:气体不完全燃烧损失的热量,kj/kgQ4:固体不完全燃烧损失的热量,kj/kgQ5:锅炉向周围空气散失的热量,kj/kgQ6:燃料中灰渣带走的热量,kj/kg将公式(1)两边分别除以Qr得:1=Q1/Qr+Q2/Qr+Q3/Qr+Q4/Qr+Q5/Qr+Q6/Qrq1=Q1/Qr×100%q2=Q2/Qr×100%q3=Q3/Qr×100%q4=Q4/Qr×100%q5=Q5/Qr×100%q6=Q6/Qr×100%q1=100-(q2+q3+q4+q5+q6)%(2)q1:锅炉有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分数,即热效率η,%q2:排烟热损失,%q3:气体不完全燃烧热损失,%q4:固体不完全燃烧热损失,%q5:锅炉散热损失,%q6:其它热损失,%锅炉有效利用热量一方面:Q1=η×Qr(3)方法二:另一方面:Q1=QGL/B(4)B:锅炉每小时燃料消耗量,kg/hQGL:锅炉每小时有效吸收热量,kj/h3. 郎肯循环和布雷顿循环的热力循环过程有什么不同?(1)朗肯循环的热力循环:作为工质的给水在经除氧器除氧后,经给水泵升压后打入锅炉省煤器内,这个过程为水的绝热压缩过程;水在省煤器内预热,然后进入锅炉炉膛水冷壁内被加热成饱和蒸汽,再流经过热器被加热成过热蒸汽,这个过程为定压加热过程;从锅炉出来的过热蒸汽,经蒸汽管道进入汽轮机中,进行膨胀做功,这个过程为绝热膨胀过程;做完功后的蒸汽被排入凝汽器中进行冷却,放出热量凝结成水,这个过程为定压放热过程。

卡诺循环的基本原理概论

卡诺循环的基本原理概论

卡诺循环的基本原理概论
卡诺循环是一种理想的热力学循环过程,用于理解和分析热机效率的上限。

它的基本原理可以概述如下:
1. 回火过程:卡诺循环包括两个等温过程和两个绝热过程。

首先,工作物质处于高温热源接触的等温过程中,吸收热量并扩张,达到最高温度状态。

这个过程可以看作是与热源回火,使得工作物质的温度与热源保持一致。

2. 绝热过程:在达到最高温度后,工作物质与热源断开接触,进入绝热过程。

在这一过程中,工作物质不与任何外界热源接触,且不进行热交换,只进行机械功。

3. 冷却过程:绝热过程结束后,工作物质与低温冷源接触的等温过程开始。

在这个过程中,工作物质释放热量,并收缩,使其达到最低温度状态。

4. 再次绝热过程:一旦工作物质与冷源断开接触,进入第二个绝热过程。

在这个过程中,工作物质不与任何外界热源接触,只进行机械功。

通过以上四个基本步骤,卡诺循环实现了从高温热源获取热量并转化为机械功的过程。

其关键在于等温和绝热过程的有序变化,使得热量在温度梯度中高效地转化为机械能。

卡诺循环的效率即为机械功与吸收的热量之比,被热力学界认为是
可逆热机的最高效率。

了解卡诺循环及其在热力学中的重要性

了解卡诺循环及其在热力学中的重要性

了解卡诺循环及其在热力学中的重要性在我们探索热力学这个神秘而又充满魅力的领域时,卡诺循环就像是一座灯塔,为我们指引着方向。

卡诺循环不仅是热力学中的一个关键概念,更是理解能量转换和热机效率的重要基石。

要明白卡诺循环,首先得从热机说起。

热机,简单来说,就是一种能够将热能转化为机械能的装置,比如汽车的发动机、蒸汽轮机等等。

而卡诺循环则是一种理想的热机工作循环。

想象一下有一个封闭的系统,里面有一个可以膨胀和压缩的气体。

卡诺循环主要由四个过程组成。

第一个过程是等温膨胀。

在这个阶段,系统与一个高温热源接触,气体从高温热源吸收热量,同时在等温条件下(也就是温度保持不变)进行膨胀,对外做功。

这就好比一个充满活力的运动员,在充足的能量供应下,尽情地施展自己的力量。

接下来是绝热膨胀。

此时系统与外界没有热交换,气体继续膨胀,但温度会降低。

就像是运动员在没有补充能量的情况下,依然依靠自身的惯性和积累的力量继续前进,但力量逐渐减弱。

第三个过程是等温压缩。

气体与一个低温热源接触,在等温条件下被压缩,同时向低温热源放出热量。

这就像是运动员在疲惫时,被外界的力量压制,不得不做出妥协,释放出一部分能量。

最后是绝热压缩。

同样没有热交换,气体被压缩,温度升高,回到最初的状态。

就如同运动员经过调整和努力,重新积攒力量,准备开始新的一轮循环。

那么,为什么卡诺循环如此重要呢?从理论上讲,卡诺循环为我们提供了一个关于热机效率的极限标准。

它告诉我们,在给定的高温热源和低温热源温度下,热机所能达到的最大效率是有上限的。

这个上限只取决于两个热源的温度,而与热机的具体结构和工作物质无关。

在实际应用中,卡诺循环为提高热机效率指明了方向。

虽然现实中的热机无法完全达到卡诺循环的理想效率,但通过不断改进技术,尽量接近卡诺循环的条件,可以有效地提高热机的性能。

比如,优化燃烧过程,减少能量损失;采用更好的隔热材料,降低热传递的损失等等。

卡诺循环还帮助我们更深入地理解热力学第二定律。

以实际气体为工作物质的卡诺循环

以实际气体为工作物质的卡诺循环

以实际气体为工作物质的卡诺循环卡诺循环是一种热力学循环,用于描述理想的热机工作原理。

该循环是由19世纪法国物理学家尼古拉·卡诺提出的,通过理论上的推导说明了热机的最大效率与热机内部参数之间的关系。

卡诺循环的一个关键要素是工作物质,它需要是可逆的理想气体。

本文将介绍使用实际气体作为工作物质的卡诺循环。

实际气体的特性:实际气体通常具有非理想气体的特性,这意味着它们的行为不能完全符合理想气体定律。

实际气体的特性包括:1. 对压缩和膨胀的数据不敏感。

也就是说,在相同压力水平下,实际气体的体积变化比理想气体小。

2. 具有摩擦和黏合力,从而导致能量损失。

3. 在高压和低温下,实际气体不一定保持气态状态。

在卡诺循环中,使用理想气体和实际气体的最大区别是可逆过程和不可逆过程之间的关系。

理论上,只有可逆过程才存在于理想气体中。

而实际气体不完全符合这一点,因为存在着一些不可逆过程,导致热能的损失。

卡诺循环的理论原理:卡诺循环是一种理想的热力学循环,其目的在于说明热机最大化工作所达到的效率。

卡诺循环由四个过程组成:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。

这些过程描述了热机如何从热源吸收热能和向热源放热。

在卡诺循环中,使用的工作物质通常是理想气体,因为它是一种可逆热机。

但如果使用实际气体作为工作物质,卡诺循环的效率就会降低,因为实际气体通常包含不可逆过程。

卡诺循环的性能参数:卡诺循环的性能参数包括效率和热机内部温度。

1. 效率:卡诺循环的效率是指热机工作过程中所利用的热能与热源提供的总能量之比。

效率公式为:η = (T1 - T2) / T1其中,T1为热机工作时的高温热源温度,T2为热机工作时的低温热源温度。

2. 温度:在卡诺循环中,热机内部有两种温度。

一个是热源的温度,另一个是热机的内部温度。

热机内部的温度高于低温热源,但低于高温热源。

温度公式为:T1 - T2 = Q1 / C1= Q2 / C2其中,Q1为高温热源提供的能量,Q2为低温热源提供的能量,C1和C2分别为热机工作过程中的两个热容。

读非理想气体的卡诺循环有感

读非理想气体的卡诺循环有感

读《热力学第二定律的建立及其意义》有感
卡诺定理包含两个内容,其一:在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机,其效率都相等,与工作物质无关。

工作物质无论是cv为常量的理想气体,还是cv 不是常量的理想气体,或是为任意物质,其卡诺循环的效率都相同,即一切卡诺热机的效率必然都等于工作物质为理想气体时的效率。

其二,在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机,其效率都小于可逆热机的效率,于是有η≤1-T2/T1(可逆机取等号)。

用热力学第二定律可以证明卡诺定理的正确性。

读了这篇文章,我们了解到除单原子气体外,在通常情况下,能量均分原理对于内部转动、振动自由度并不成立,根本原因在于这个定理是以粒子能量可以连续变化这一经典概念为基础的,实际上原子、分子等微观粒子的运动遵循量子力学规律,经典概念仅在一定限度内适用。

所以多原子理想气体的内能E和T一般不成线性关系,即定容热容量cv(T)不是常量,它一般随温度的升高而增大。

在普通物理热学教学中,卡诺定理是一个非常重要的内容,国内一般教材对卡诺定理的证明一般都是以热力学第二定律的某种表述为基础,通过反证法进行证明,有一些新教材对此进行了改革的尝试,如我们的《大学物理》这本书,将卡诺定理简化成意义更直接的两条表述,对于我们这些大二的学生来说要简洁得多。

但是传统的证明方法更加严格,例如只使用热力学第二定律的克劳修斯表述或者开尔文表述证明卡诺定里的正文,只是在证明卡诺定理推论时才使用了“如果不可逆过程发生,则无论采用何种途经,都不能使用系统和外界都恢复到原先的状态”的表述形式。

卡诺循环

卡诺循环

卡诺循环一.关键字:卡诺热机、物理、化学、卡诺循环、等温压缩、绝热膨胀、状态、压缩、效率、温度、原理、定温。

二.引言通过将近一学期物理的学习,对物理这一学科有了粗略的认识以及肤浅的理解。

其中,对卡诺循环,卡诺热机这一方面比较感兴趣,并且查阅了相关材料,还有自己对其的理解,写了此篇文章。

物理学与化学,作为自然科学的两个分支,关系十分密切,任何一种化学变化总是伴随着物理变化,物理因素的作用也都会引起化学变化,自然科学中化学和物理历来是亲如兄弟、相辅相成的两个基本学科,它们虽曾有过约定俗成的分工,各司其职,但非各自为战,“化学和物理合在一起,在自然科学中形成了一个轴心”。

就拿卡诺循环来说,卡诺循环在物理学与化学方面都有重要应用。

下面我从三方面介绍卡诺循环。

三.尼古拉·雷奥纳德·卡诺尼古拉·雷奥纳德·卡诺(Nicolas Leonard Sadi Carnot,1796~1823)法国物理学家、军事工程师。

卡诺提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理,从理论上解决了提高热机效率的根本途径。

1832年8月24日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世,年仅36岁。

四.卡诺循环的定义卡诺循环(Carnot cycle) 是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的,以分析热机的工作过程,卡诺循环包括四个步骤:等温膨胀,绝热膨胀,等温压缩,绝热压缩。

即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温膨胀到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3),此后,从状态3等温压缩到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。

这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。

五.卡诺热机的原理设一热机中有一定量的工质,工作在温度分别为T1和T2的两恒温热源间。

卡诺循环由两个可逆的定温过程和两个可逆的绝热过程(定熵)组成四个过程的顺序如下:定温膨胀过程a-b :工质在定温T1下,从高温热源吸热Q1并作膨胀功Wo 。

读王季陶《现代热力学基于卡诺定理》

读王季陶《现代热力学基于卡诺定理》

读王季陶《现代热力学:基于卡诺定理》有感卡诺定理在历史上首次奠定了热力学第二定律的基本概念,对提高各种热动力机的效率指出了重要方向。

卡诺原理是热力学的奠基石,也是热力学第二定律的起步点。

卡诺原理认为:所有工作在同温热源与同温冷源之间的热机,以可逆热机的效率为最高。

这是卡诺在当时所作的人类宝贵经验总结。

但随着人类的经验在发展,热力学的适用范围和深入程度的扩大,热力学的研究对象已经从热功转换扩展到任何宏观的热量转换。

正如霍夫曼所说,热力学是研究能量及其转换的科学。

基于种种,王季陶教授指出,卡诺原理所强调的“可逆性”是否还适用?是不是还需要追求可逆的燃料电池,以便达到最高的能量转换效率?作者化以甲烷和氧气为例,用甲烷和氧气作用的化学能在燃料电池中转换成电能。

如果化学能可以在没有可利用能量耗散(非耗散)条件下(即百分之百的)完全转换为电能,那么它的效率一定是最高的。

所以,非耗散的能量转换是宏观能量转换效率最高的。

要从释放出来的二氧化碳和水通过所得的电能重新生成出等量的甲烷和氧气实际上是不可能实现的,在生成甲烷时不可避免的会生成各种甲烷的同系列有机物。

同样,如果一个太阳能电池能够在没有可利用能量耗散条件下把太阳能转化为电能,那么它的能量转换效率一定是最高,不可能也不需要这个太阳能电池是一个可逆的太阳能电池,因为要求这个太阳能电池重新把电能转化为太阳光,发射回太阳让太阳完全吸收回去是根本不可能的。

因此,卡诺原理的能量转换并不是一个能量转换效率最高普遍的必要条件,“非耗散”的能量转换才是宏观能量转换效率最高的充分必要条件。

不可否认,王季陶教授对真理的探索和对权威的无畏让人敬佩。

在学习和实践中我们也应当不盲从于真理,敢于提出质疑,并作出深一步的研究。

但有些观点是值得商榷的。

卡诺定理是可以通过可逆和热力学第二定律来严格证明的,王教授认为,卡诺定理和热力学的基本规律是建立在大量人类日常宏观经验基础上的,并不是从其它学科更基础的定律推导出来的。

热力学中的循环问题的讨论

热力学中的循环问题的讨论

图3
叩=南=4丝8.84=12.85% 叩2丽2——2%
结束语:本文对热力学循环问题的讨论,关于 吸热、放热情况,特别是吸热和放热的转折点的探 索,从而简化效率的求解.该转折点就是循环路径 曲线和绝热线的交点,也就是说斜率界于过同一点 的等容线与绝热线的斜率之间的曲线所对应的过 程,其膨胀时系统一定要放热. 参考文献
1982.11
眩一4%=1.4p毛一2.8pc
又由于点C在圆上,故
(∥b一8%+16)+(p乏一4pc+4)=4

%=4±v/4pc—p毛
由于%>4 L,所以上式只有取正号.将上式代人 前式,得
5.76p毛一32.64p乏+62.64pc一64=0
—8一 万方数据
arm・L
经半圆弧过程到达状态b,然后经等压压缩过程返 回到状态a.已知P。=2 atm,圪=2 L,K=6 L.求
式中的负号表示该循环过程中系统要放热.所以
Q2=I以I+I Qk
Qk I=0.2cp(死一瓦)=
所以
0.2×2号R(黪一怂):28
Q2=14.56 效率

P 矿
atm.L
atm.L+28 atm.L=42.56 atm・L
2004年第5期
物理通报
物理教学讨论
热力学中的循环问题的讨论
沈陆发
(湖州师院物理系 浙江湖州 313000)
摘要:通过对热力学中的卡诺循环、三角形路径的循环以及半圆形路径的循环过程的 讨论,探索吸热和放热的位置的转换点,从而正确地计算系统做功、效率等. 关键词:热量 循环 状态 点(2,3)和(4,1).
pldy+y(一器)dy=
(警一皆)p。dy
盈一一8V:0 2

卡诺循环热效率

卡诺循环热效率

卡诺循环热效率
卡诺循环是一种理论上最高效的热力学循环,它有两个等温过程和两个绝热过程。

卡诺循环的热效率可以通过工作物质在高温热源和低温热源之间释放的热量与高温热源输入的热量的比值来计算。

热效率等于1减去低温热源输入的热量除以高温热源输入的热量,即η
=1-Qc/Qh。

其中,Qc是低温热源输入的热量,Qh是高温热源输入的
热量。

卡诺循环的热效率只与高温热源和低温热源之间的温度差有关,与工作物质的性质无关。

因此,卡诺循环的热效率是一个理论上最高的上限,实际的热机循环无法达到这个上限。

- 1 -。

读热力学第二定律的建立及意义心得

读热力学第二定律的建立及意义心得

读热力学第二定律的建立及意义心得水工四班0902010418 苏冬奇每一条经典定律的产生都会历经波折,其中的艰难种种见证了每个科学家的努力,热力学第二定律也不例外。

首先进行深入研究的, 是法国的工程师、物理学家桑地·卡诺。

没有前人的铺垫,通过类比和创新,得出了关于热机效率的卡诺定理。

他认为“一个可逆循环所提供的效率是最大的”“单独提供热不足以给出推动力,必须还要有冷, 没有冷, 热将是无用的”“热的动力与用来实现动力的介质无关,动力的量仅由最终影响热素传递的物体之间的温度来确定”。

他离热力学第二定律那么近,可惜他受错误的热质说观点影响, 把热的传递类比于水的流动,与真理擦肩而过。

其实卡诺在后期已经认识到了问题,但由于他于1842年, 仅36岁时, 不幸死于霍乱, 使得他的思想未能及时发表出来,终究让人惋惜。

卡诺虽然未真正提出此定律,但他为后人垫下了基础,他是伟大的,只不过在当时主流思想的影响下,未能看清,实在让人惋惜。

正式提出热力学第二定律的是英国物理学家汤姆逊和德国物理学家克劳修斯。

汤姆逊在研究热现象的过程中, 发现焦耳等科学家建立的能量守恒与转化定律同卡诺的热机理论有点矛盾,从中探索研究,提出了普遍的原理。

克劳修斯分析了卡诺的理论, 注意到了卡诺学说的正确核心和不足之处,也得出了自己的结论。

至此, 经过众多物理学家的努力, 热力学第二定律才完整地建立起来。

给我印象最深的仍是卡诺,虽然他未提出热力学第二定律,但他的贡献是巨大的。

有时一些在用的理论不一定正确,或有一定的局限性,我们不应受其影响而被蒙蔽,要不畏权势,敢于创新,敢于提出自己的观点。

卡诺最后认识到了自己的错误,实在难能可贵,这么年轻就走了,实在让人感到可惜。

热力学第二定律的形成十分漫长,饱含了许多科学家坚持不懈,积极思考的辛苦,十分不易。

热力学第二定律不仅推动了物理学的发展,还波及到许多学科,促进了许多领域的发展。

热力学总结及学习感想

热力学总结及学习感想

热力学总结及学习感想姓名:***学号:***********专业班级:自动化113班学习感想“自1887年,奥斯特瓦尔德(Ostwald )和范特霍夫(van ’t Hoff )创办了世界上第一份《物理化学杂志》便标志着物理化学学科的诞生,而经过一个多世纪的发展它亦形成了一门内容十分丰富的学科。

(刘国杰 《物理化学导读》 科学出版社)”。

虽然这学期对物理化学的学习仅限于第一章的气体、第二章的热力学第一定律、第三章的热力学第二定律,但对于我来说已经足够了,已经有了充足的时间能让我对这门学科进行系统性的认识,掌握对其的学习方法。

刚接触物理化学这个名词时对于这门即将学习的学科产生了些许疑问。

高中的课程也有过物理、化学,但他们两者之间能有什么联系吗?当时我还真的没有找出答案,感觉这完全是两个不着边的学科。

随着学习的深入才发现原来他们两个是紧密相连的,“物理化学是利用物理学的原理和实验方法研究化学理论问题的学科。

(刘国杰 《物理化学导读》 科学出版社)”。

而数学作为物理学的基础也穿插其中并扮演了十分重要的角色,特别是那一大堆的偏微分公式。

这真是一件让人见着就头痛的事,因为前期没有好好学习高数所以要理解这些公式对我来说便显得特别的吃力。

为了能跟上老师的节奏只有自己利用课后时间复习高数,但光复习高数是远远不够的。

比如对于高中学习过的气体状态方程:pV=nRT ,热力学温度与摄氏温度的转换关系:T=(t/℃+273.15)K ,两分子间总的作用势能:排斥吸引E E E +==-6r A +16rB 早已忘记其中各个字母所代表的的物理量和含义了。

由于其是一个交叉的,覆盖面广的学科,在复习以前知识的同时也要自己去了解课外的知识,并将它们融会贯通。

这些也让我逐渐接受了一个观念,夸大了教师在学习上的作用。

“关于教与学,向来就有猎枪与干粮,鱼与渔之争,干粮与鱼总有吃尽的时候,而唯有成为渔翁和猎人才有取之不尽的食物,那种把一切都在课堂上讲懂的是不负责任的大学教师,一个孩子总要断奶,教师的作用是释疑,使学生在学习上少走弯路、事半功倍。

卡诺循环的原理及应用

卡诺循环的原理及应用

卡诺循环的原理及应用卡诺循环是热力学中一种理想的可逆热机循环,它由两个等温过程和两个绝热过程组成。

在这个循环中,热量从高温热源吸收,部分转化为功,其余的热量被排出到低温热源。

卡诺循环不仅是理论分析中的重要工具,还是实际工程中的基础。

一、卡诺循环的原理卡诺循环是在理想条件下进行的,其中涉及一系列假设和约束,以实现完全可逆的热力学循环。

它由两个等温过程和两个绝热过程组成。

以下是卡诺循环的四个步骤:1. 等温膨胀过程:系统与高温热源接触,在此过程中温度保持不变,系统吸收热量Q1,外界对系统进行功W1,系统的内能发生变化。

2. 绝热膨胀过程:系统与外界无热交换,在此过程中无热量传递,系统对外界做功W2,系统的内能发生变化。

3. 等温压缩过程:系统与低温热源接触,在此过程中温度保持不变,系统释放热量Q2,外界对系统做功W3,系统的内能发生变化。

4. 绝热压缩过程:系统与外界无热交换,在此过程中无热量传递,系统对外界做功W4,系统的内能发生变化。

卡诺循环的关键在于两个等温过程中的熵变为零,即系统与热源间的温差无限小。

由于卡诺循环是可逆的,它提供了理想的性能上限。

二、卡诺循环的应用1. 热机效率:卡诺循环的热机效率(η)是指从高温热源吸热Q1中产生的净功W净所占比例。

根据卡诺循环的理论,热机效率可以表达为η = 1 - Q2 / Q1,其中Q2是由系统排放的热量。

卡诺循环为其他热机提供了最高效率的参考。

2. 制冷与空调系统:卡诺循环的逆过程被应用于制冷与空调系统中。

这些系统中的压缩机和膨胀阀等设备利用制冷剂进行循环过程,达到从低温区域吸热,向高温区域释放热量的效果。

通过优化制冷循环,系统可以提高效率,降低能耗。

3. 热泵系统:热泵系统是一种利用外部能源将热量从低温环境转移到高温环境的装置。

卡诺循环的逆过程被应用于热泵系统中,通过压缩和膨胀过程实现热量的转移。

热泵系统广泛用于供暖、制热水和空调。

4. 热力学分析:卡诺循环是热力学分析中常用的参考模型,用于研究其他由热源和工作物质组成的热力学系统。

可逆卡诺循环的效率及制冷系数的研究

可逆卡诺循环的效率及制冷系数的研究

可逆卡诺循环的效率及制冷系数的研究
抽象:本文介绍了可逆卡诺循环对制冷系统效率和制冷系数的影响,并介绍了几种测试方
法来评估可逆卡诺循环的性能。

随着人们越来越关注能源效率和环境友好性,制冷系统越来越受到重视。

可逆卡诺循环形
式的工程一直用于工业及商业应用,因为它具有更高的效率和更低的成本优势。

因此,研
究可逆卡诺循环对制冷系统效率和制冷系数的影响具有重要意义。

可逆卡诺循环由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成,可用于异热吸热、吸收式冷却和
制冷系统。

由于可逆卡诺循环可以提高制冷系统的效率,因此,可以减少能源损失,提高
系统制冷效果。

为了衡量可逆卡诺循环对制冷系统效率和制冷系数的影响,专家提出了以下几种测试方法:膨胀阀静态特性测试、热收发性能测试和冷却/缺氧特性测试。

测试结果表明,可逆卡诺
循环可以提高制冷系统效率,减少能量损失,提高制冷系统制冷效果。

此外,可逆卡诺循环也对制冷系统的制冷效果具有影响。

研究表明,使用可逆卡诺循环可
以控制制冷系统的工作温度,从而提高制冷系统的效率。

通过改变蒸发温度或冷凝器温度,可以改善制冷系统的制冷效果。

总之,可逆卡诺循环在制冷系统中具有重要的意义,对制冷系统的效率和制冷系数有重要
的影响。

因此,专业人士应当慎重地评估可逆卡诺循环的性能,以获得最佳性能。

论卡诺循环

论卡诺循环

论卡诺循环一.引言通过将近一学期物理化学的学习,对物理化学这一学科有了粗略的认识以及肤浅的理解。

其中,对卡诺循环,卡诺热机这一方面比较感兴趣,并且查阅了相关材料,还有自己对其的理解,写了此篇物化小论文。

二.尼古拉·雷奥纳德·卡诺尼古拉·雷奥纳德·卡诺(Nicolas Leonard Sadi Carnot,1796~1823)法国物理学家、军事工程师。

卡诺提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理,从理论上解决了提高热机效率的根本途径。

1832年8月24日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世,年仅36岁。

三.卡诺热机的由来随着蒸汽机的发明,第一次工业革命在欧洲逐渐兴旺起来。

蒸汽机在法国和英国等国家创造了极大的价值,使工业话生产极大的代替了手工生产,增加了国力和财力。

作为法国人的卡诺亲自经历了这次巨大的变革,然而,他也切实的看到人们仅仅是能运用热机代替人力,但是对热机效率及工作原理的理论认识还不够深入。

为了解决当时对热机的两个集中的问题:(1)热机效率是否有一极限?(2)什么样的热机工作物质是最理想的?卡诺不是盲从但是主流的工程师们就事论事,从热机的适用性、安全性和燃料的经济性几个方面来改进热机。

卡诺是采用了截然不同的途径,他不是研究个别的热机,而是寻求一种可以作为一般热机的比较标准的理想热机。

卡诺抛弃“热质”学说的原因,首先是受菲涅耳(A.J.Fresnel,1788-1827)的影响。

菲涅耳认为光和热是一组相似的现象,既然光是物质粒子振动的结果,那么热也应当是物质粒子振动的结果,是物质的一种运动形式,而不是什么虚无缥缈没有质量的东西。

卡诺接受了菲涅耳的设想,他一方面运用热的动力学新概念重新审度他在1824年提出的热机理论,发现只要用“热量”一词代替“热质”,他的理论仍然成立。

另一方面,他又深入研究伦福德伯爵(C.Rrmford)和戴维(H.Davy)的磨擦生热的实验,并计划用实验来揭示在液体或气体中的磨擦热效应的定量关系,他计算出热功当量为3.7焦耳/卡,比焦耳(J.P.Joule)的工作超前将近20年。

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对卡诺循环的一点感想
卡诺循环(Carnot cycle) 是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的,以分析热机的工作过程,卡诺循环包括四个步骤:等温膨胀,绝热膨胀,等温压缩,绝热压缩。

即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温膨胀到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3),此后,从状态3等温压缩到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。

这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环成为卡诺循环。

卡诺循环包括四个过程:等温膨胀,在这个过程中系统从环境中吸收热量;绝热膨胀,在这个过程中系统对环境作功;等温压缩,在这个过程中系统向环境中放出热量;绝热压缩,系统恢复原来状态,在这个过程中系统对环境作负功。

卡诺循环可以想象为是工作与两个恒温热源之间的准静态过程,其高温热源的温度为T1,低温热源的温度为T2。

这一概念是1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。

卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量,没有散热、漏气、摩擦等损耗。

为使过程是准静态过程,工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程,同样,向低温热源放热应是等温压缩过程。

因限制只与两热源交换热量,脱离热源后只能是绝热过程。

这是一个理想的过程,在这个过程中,卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关。

计算式为G=1-T1/T2,有此式可见,
高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。

因为不能获得T1→∞的高温热源或T2=0K (-273℃)的低温热源,所以,卡诺循环的效率必定小于1。

从《关于理想气体卡诺循环的一点讨论》一文中可以看出对于单原子分子在通常情况下它的定容热容量是常量,不随温度变化。

由绝热方程可得其卡诺循环效率为G=1-T1/T2。

而对于多原子理想气体,他们的分子之间存在着转动,振动等量子效应,所以他们的热容量不是常量,而是会随着温度的升高而增大。

物理书上对于卡诺循环效率的推导仅对于单原子气体成立,而多原子理想气体的内能一般与温度不成线性关系,因此卡诺循环的绝热方程不再成立。

但当我们借助温熵图来讨论卡诺循环的效率时,可以发现在卡诺循环的过程中并未涉及工作物质的性质。

说明在各具一定温度的两个恒温热源之间工作的一切卡诺热机及其效率相等,这只决定于两个热源的温度而与它们的工作物质无关,即卡诺循环的效率与理想气体分子本身的性质无关。

由此可得出结论,理想气体的卡诺循环的效率为G=1-T1/T2。

由此可见,书本上的也不尽然是正确的,虽然结论是对的,但得到它的过程却错了。

卡诺循环的出现为提高热机的效率提供了一条可行的道路。

它既从理论上指出了热变工的最大限度,又为实际循环组成和提高效率指出了方向。

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