热力学循环过程
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于热机效率的理论。为提高热机 效率指明方向。
谈谈火的动力和能发动这种动力的机器。
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
卡诺循环 由两条绝热线和两条等温线构成 (为双热源循环)
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 卡诺循环的效率
高温热源 A 低温热源
P
a
Q1
Q2
b
c
d
O
V
第10章 热力学定律
第10章 热力学定律
A
高温热源
低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3 Otto cycle 奥托四冲程热机四冲程图：abcdea 1） 吸气 a b 等压 2） 压缩 b c 绝热 3） 等容燃烧 c d 爆炸 等容 4） 爆炸作功 d e
P d e c a bV V
作功
b
绝热
a 等压
V
5） 排气 e b 等容
系统对外作净功 A=Q1 - Q2>0
在P-V图 P
正循环
V
正循环过程对应热机
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
Working substance is water
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
2 逆循环 反时针方向的循环. 一般从低温热库吸热， 向高温热库放热
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3. 热机的效率 (efficiency) AaB为膨胀过程：Aa
P PA A
BbA为压缩过程：-Ab
净功： A Aa Ab
在一个正循环过程中，系 统所作的净功在数值上等 于 P-V 图上循环曲线所包 围的面积。
a
PB
b
B
V
VA
VB
循环效率定义为：
Q2 A 1 Q1 Q1
(Ö Ü Î §» ·³ ¾ )
ß Î ¸ Â È Ô ´
¢ ´ · ú Q2 º Ò û À氨 ÷ Æ ° º 0 0 20 C 70 C 10atm ¹ Ñ õ Ë ¢ È Æ É ÷ ú »
1
A外 A
Q1 Q2
Í Î µ Â È Ô ´
(À ä ¶ ³ Ê Ò )
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10-3 循环过程
10.3.1 循环过程 系统或工作物质 ( 简称工质 ) ，经历一系列变化后又回到 初始状态的整个过程叫循环 过程，简称循环。
循环为准静态过程，在状态 图中对应闭合曲线。
在P-V图
P
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 正循环 顺时针方向的循环 一般从高温热库吸热Q1，向低温热库放热Q2
逆循环过程对应制冷机(refrigerator)
在P-V图
P
逆循环
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例:电冰箱的工作原理 ：氨 、氟利昂
¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ± ù ± ù ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ · ¼ ·Q
Fra Baidu bibliotek3atm
½ Ú Á ÷ · §
10 C
0
ô · Õ ¢ Æ ÷ ä ¶ À ³ Ê Ò
0
定义压缩比：
V r V0
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例: 奥托循环由两条绝热线和两条等容线构成，求效 率。 计算Q1
Q1 CV ,m Tc Tb
P Q1
c d Q2 a
同理
Q2 CV ,m Td Ta
Td Ta Q2 1 1 Q1 Tc Tb
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
4. 逆循环的致冷系数
Ｔ高温热源
A
Q2 Q2 w A Q1 Q2
T 低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10.3.2 几个特殊的循环过程
卡诺循环
1824年，法国青年科学家卡诺*（N.
L. S. Carnot, 1796 ~1832）发表了他
10-3 循环过程 吸收热量
P
a
Q1
Q 0
d
放出热量
b
Q2
c V
O
Q 0
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
A Q1 Q2 R lnV2 V1 (T1 T2 )
说明
1、
第10章 热力学定律
2、
10-3 循环过程
2 逆向卡诺循环（卡诺制冷机）的制冷系数
Q2 Q2 T2 w A Q1 Q2 T1 T2
第10章 热力学定律
b
V2
V1 V
10-3 循环过程
由绝热过程
TcV2 1 TdV1 1
TbV2 1 TaV1 1
Ta Td Td Ta Tb Tc Tc Tb
V1 1 V2
1
只决定于体积压缩比，若压缩比 7，γ=1.4 ，则 η=55% ，实际只有25%。
谈谈火的动力和能发动这种动力的机器。
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
卡诺循环 由两条绝热线和两条等温线构成 (为双热源循环)
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 卡诺循环的效率
高温热源 A 低温热源
P
a
Q1
Q2
b
c
d
O
V
第10章 热力学定律
第10章 热力学定律
A
高温热源
低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3 Otto cycle 奥托四冲程热机四冲程图：abcdea 1） 吸气 a b 等压 2） 压缩 b c 绝热 3） 等容燃烧 c d 爆炸 等容 4） 爆炸作功 d e
P d e c a bV V
作功
b
绝热
a 等压
V
5） 排气 e b 等容
系统对外作净功 A=Q1 - Q2>0
在P-V图 P
正循环
V
正循环过程对应热机
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
Working substance is water
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
2 逆循环 反时针方向的循环. 一般从低温热库吸热， 向高温热库放热
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3. 热机的效率 (efficiency) AaB为膨胀过程：Aa
P PA A
BbA为压缩过程：-Ab
净功： A Aa Ab
在一个正循环过程中，系 统所作的净功在数值上等 于 P-V 图上循环曲线所包 围的面积。
a
PB
b
B
V
VA
VB
循环效率定义为：
Q2 A 1 Q1 Q1
(Ö Ü Î §» ·³ ¾ )
ß Î ¸ Â È Ô ´
¢ ´ · ú Q2 º Ò û À氨 ÷ Æ ° º 0 0 20 C 70 C 10atm ¹ Ñ õ Ë ¢ È Æ É ÷ ú »
1
A外 A
Q1 Q2
Í Î µ Â È Ô ´
(À ä ¶ ³ Ê Ò )
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10-3 循环过程
10.3.1 循环过程 系统或工作物质 ( 简称工质 ) ，经历一系列变化后又回到 初始状态的整个过程叫循环 过程，简称循环。
循环为准静态过程，在状态 图中对应闭合曲线。
在P-V图
P
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 正循环 顺时针方向的循环 一般从高温热库吸热Q1，向低温热库放热Q2
逆循环过程对应制冷机(refrigerator)
在P-V图
P
逆循环
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例:电冰箱的工作原理 ：氨 、氟利昂
¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ± ù ± ù ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ · ¼ ·Q
Fra Baidu bibliotek3atm
½ Ú Á ÷ · §
10 C
0
ô · Õ ¢ Æ ÷ ä ¶ À ³ Ê Ò
0
定义压缩比：
V r V0
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例: 奥托循环由两条绝热线和两条等容线构成，求效 率。 计算Q1
Q1 CV ,m Tc Tb
P Q1
c d Q2 a
同理
Q2 CV ,m Td Ta
Td Ta Q2 1 1 Q1 Tc Tb
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
4. 逆循环的致冷系数
Ｔ高温热源
A
Q2 Q2 w A Q1 Q2
T 低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10.3.2 几个特殊的循环过程
卡诺循环
1824年，法国青年科学家卡诺*（N.
L. S. Carnot, 1796 ~1832）发表了他
10-3 循环过程 吸收热量
P
a
Q1
Q 0
d
放出热量
b
Q2
c V
O
Q 0
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
A Q1 Q2 R lnV2 V1 (T1 T2 )
说明
1、
第10章 热力学定律
2、
10-3 循环过程
2 逆向卡诺循环（卡诺制冷机）的制冷系数
Q2 Q2 T2 w A Q1 Q2 T1 T2
第10章 热力学定律
b
V2
V1 V
10-3 循环过程
由绝热过程
TcV2 1 TdV1 1
TbV2 1 TaV1 1
Ta Td Td Ta Tb Tc Tc Tb
V1 1 V2
1
只决定于体积压缩比，若压缩比 7，γ=1.4 ，则 η=55% ，实际只有25%。