循环过程()资料

证：
Q1 =CV,m (T3－T2)
Q2 =CV,m (T4－T1)
Q2 T4 T1 Q1 T3 T2
p
Q1
O
3 2 4 1 V2 V1
Q2
V
再由绝热过程方程得到
T3V3 1 T4V4 1 T2V2 1 T1V1 1
T4 T1 (V1 / V2 )1 T3 T2
Q2 D
Q1
B
(现已不用，用无氟制冷剂）
A
O
冰 箱
致冷机是在外界作功的条件下从低温热源吸收
d（P4V4T2）
Q2
V3 Q2 | Q放 | RT2 ln V3 V4 V3 T2 ln RT2 ln V4 V4 1 Q2 ------（1） V 1 1 2 T ln V 1 2 Q1 V1 RT1 ln V1 1 1 V2 V3 V V 1 2 3
§5--4循环过程、卡诺循环
(Cycling process .CANOT cycle)
循环过程----物质系统经历一系列变化又回到初始状态的周而复 始的过程。 循环过程的提出是18世纪研究如何将热转换为功 P 的问题上提出来的. 气缸长度是有限的，膨胀不可能无限制地 V 进行下去。
一.热机 通过循环过程不断把热 转换为功的机器
3456 J
RTc ln 2
b
2v1
V
理想化的汽油内燃机循环过程
1. 吸气过程(A--B) 2. 压缩冲程(B--C绝热压缩) 3. 点燃过程(C--D等体过程),做功过程 (D--E绝热膨胀过程) 1. 排气过程(E--B--A) 理想的柴油内燃机循环过程
奥托循环
（1）吸气过程（A-->B） （2）压缩过程（B-->C;绝热压缩） （3）柴油燃烧等压加热（C-->D) 绝热膨胀（D-->E）对外做功 （4）等容放热排气(E-->B-->A).
A A 1 B B
Q2 1 Q1
p A
Q1
B
D O
C V
Q2
p T
1
p T
p T
p T
D D 1 C C
1
TC Q2 1 1 25% Q1 TB
一理想气体的循环过程如图所示．由1经绝热压缩到2，再等体加热 到3然后绝热膨胀到4，再等体放热到1．设V1，V2，为已知，且循 环的效率＝A/Q(式中W为循环过程气体对外作的净功，Q为循环中 气体吸收的热量)，求证：此循环的效率
d（P4V4T2）
2)指出了提高热机效率的方向
提高高温热源的温度、降低低温的温度
V
3)卡诺定理：工作于同样的高温热源T1与同样的低温热 源T2之间的一切循环的效率都不会超过卡诺循环的效率
Ta Tb Tb 300 K i ( 2 1) R(Tb Ta ) Qab C p ,m (Tb Ta ) 6232.5J (3 2 1) 8.31 (300 600) 0 Qbc CV ,m (Tc Tb ) 3 2 R(Tc Tb ) p c 3739.5J
狄塞尔循环
一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A→B和 C→D是等压过程，B→C和D→A是绝热过程．已知：TC ＝ 300 K，TB＝ 400 K． 试求：此循环的效率．
解：
Q1 = Cp,m(TB－TA)
Q2 = Cp,m(TC－TD)
Q2 TC TD Q1 TB TA
根据绝热过程方程得到： TA / TB = TD / TC
用Q1表示Q吸
用Q2表示 | Q放 |
A Q Q Q 1 2 热机的效率： 1 2 Q1 Q1 Q1 大量事实证明 Q2 0 1
二.卡诺循环
提出：1828年法国青年工程师为研究如何提高热 机效率而提出的 一种理想热机。
P
高温热源T1 Q1 A cornot
A（P1V1T1） Q1 B（P2V2T1）
Va Qca RTc ln Vc
例：1mol单原子理想气体的循环过程如T-V图所示，其中 C点的温度为Tc=600K，试求：（1）各个过程系统吸收的 热量；（2）经一循环系统所做的净功；（3）循环的效率 Va Vb 解： a T c
Tc Ta
b
V V1
2v1
a
A净 (Qbc Qca ) | Qab | 963J 0 A V1 963 =13.4％ Q1 3739.5 3456
(T3 T2 )V2 1 (T4 T1 )V1 1
T4 T1 1 1 (V1 / V2 )1 T3 T2
三.致冷机--在外界作功的条件下，工作物质从低温热源吸收热量 传到高温热源去，使低温物体更低温的机器。
C
O；电动压缩泵 B：冷凝器 C毛细管D蒸发器 E工作物质：R--12（CCl2F2
恒 温 体
Q
A
P 1
热机: B
O
构造： O：锅炉，B：气缸 D：水泵 C：冷凝器， 工作过程：
Q1
D
C
Q2
A 热机必须有:工作物质、
高温热源（锅炉）、 低温热源（冷凝器）
高温热源 Q1 A 热机
Q2
低温热源 P
Q1 Q2
V
高温热源 Q1 A 热机
P
Q1 Q2
V
Q2
低温热源
从高温热源吸收热量，通过系统对外作功其另一部 分放入低温热源的循环称为正循环。 热机在循环过程中作净功 A 0 A Q吸 | Q放 |
Q2
低温热源T1 效率：
Q2 C（P3V3T2） D（P4V4T2） V
A Q1 Q2 1 Q2 Q1 Q1 Q1
Q2 效率： 1 Q1
a--b：等温膨胀吸热
P
a（P1V1T1） Q1
b（P2V2T1） c（P3V3T2）
V2 Q1 RT1 ln V1 c--d：等温压缩放热
V
TV
T1V2
T1V1
1
c'
1
T2V4
Байду номын сангаас
T2V3
1
V 1
V 4
V1
V4
……(2)
1
……(3)
T2 1 T1
T2 1 T1
P
a（P1V1T1） Q1 Q2
b（P2V2T1） c（P3V3T2）
结论:1) 循环的效率 < 1；