19.循环过程和卡诺循环
(2)循环过程
准静态循环过程旳描述
以蒸汽机为例
高温热源（热库）
在整个循环过程中 系统对外做净功：
Q1
锅炉 蒸汽
A A1 A2
A2
泵
A1
系统吸收旳净热量： Q Q1 Q2
水 冷凝器
汽缸
整个循环过程旳特征 从初态出发经过一种
Q2
低温热源（冷库）
循环过程回到原来状态后，系统旳内能不变
E E2 E1 0
=1－300/400=25%
Q1=A/ =8000/0.25=32023(J)
Q2=Q1－A=24000(J)
0
a d Q2
Q1 b
c 15 V
(1) 据题意Q'2=Q2=24000J
P a'
A' =10000J
a
Q'1= Q'2+ A'=Q2+ A'=34000J
Q'1
b' Q1 b
∴ ' = A'/ Q'1
提高c
T1 T2
提升高温热源旳温度现实些
9
3)理论阐明低温热源温度
阐明热机效率 c 1
进一步阐明
T2 0 且有 T2 T1
且只能 c 1
热机循环不向低温热源放热是不可能旳
热机循环至少需要两个热源
4)疑问：由热一定律，在循环过程中,假如 1
相当于把吸收旳热量全作功。从能量转换看 不 违反热力学第一定律，但为何实际做不到？
阐明:必然还有一种独立于热力学一定律旳定律 存在。 这就是热力学第二定律。
10
四、卡诺致冷机
卡诺热机作逆循环就叫卡诺致冷机
卡诺致冷机旳制冷系数
热力学循环过程
热力学循环过程热力学循环过程热力学循环是指在一定的温度范围内，通过一系列的热力学变化，使得系统从一个状态回到相同的状态的过程。
在工程领域中，热力学循环被广泛应用于各种能源转换和动力系统中。
本文将对热力学循环过程进行详细介绍。
一、理想气体循环1.卡诺循环卡诺循环是理想气体循环中最常见的一种。
它由四个步骤组成：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
其中，等温膨胀和等温压缩是在高温和低温下进行的，而绝热膨胀和绝热压缩则是在两个恒温储存器之间进行的。
2.斯特林循环斯特林循环也是一种理想气体循环。
它由两个等量的等温膨胀和两个等量的等温压缩组成。
与卡诺循环不同的是，在斯特林循环中，气体是通过活塞进行往复运动的。
二、汽车循环汽车循环是指内燃机中的热力学循环过程。
它分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
其中，进气和排气是通过活塞进行的，而压缩和燃烧则是通过发动机的缸体完成的。
三、蒸汽动力循环蒸汽动力循环是指利用水蒸气驱动涡轮机或活塞发电的过程。
它由四个主要步骤组成：加热、膨胀、冷却和压缩。
其中，加热和冷却是通过锅炉完成的，而膨胀和压缩则是通过涡轮机或活塞完成的。
四、制冷循环制冷循环是指将低温物体中的热量传递到高温物体中以使其降温的过程。
它由四个主要步骤组成：压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
其中，压缩和冷凝是通过制冷机完成的，而膨胀和蒸发则是通过制冷剂完成的。
五、混合流体循环混合流体循环是指将两种或多种不同的流体混合在一起，使它们共同进行热力学循环的过程。
它由四个主要步骤组成：加热、膨胀、冷却和压缩。
其中，加热和冷却是通过换热器完成的，而膨胀和压缩则是通过涡轮机或活塞完成的。
六、结论总之，热力学循环过程在工程领域中有着广泛的应用。
不同类型的循环过程有着不同的特点和适用范围。
了解这些循环过程对于设计和优化能源转换和动力系统非常重要。
循环过程卡诺循环PPT课件
第十三章 热力学基础
一 循环过程
13-5 循环过程 卡诺循环
系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来 的状态的过程叫热力学循环过程 .
特征: E 0 由热力学第一定律
pA
Q W
净功 W Q1 Q2 Q
总吸热
Q1
o VA
总放热
Q2 （取绝对值）
净吸热
D — A 绝热过程
V1 1T1 V4 1T2
V2 V3 V1 V4
第十三章 热力学基础
13-5 循环过程 卡诺循环
W 1 Q2 1 RT2 ln(V2 /V1) 1 T2
Q1
Q1
RT1 ln(V3 /V4 )
T1
卡诺热机效率
1 T2
T1
卡诺热机效率与工 作物质无关，只与两个 热源的温度有关，两热 源的温差越大，则卡诺 循环的效率越高 .
第十三章 热力学基础
卡诺逆循环
13-5 循环过程 卡诺循环
由两个绝热过程和两个等温过程组成的逆循环称为卡诺逆循环. 如图所示. 卡诺逆循环过程: 设工作物质为理想气体.
p
A Q1
T1 T2
T1 B
W
D Q2 T2
C
V
o
(i) A D,绝热膨胀;系统对外做功,气体 温度T1 T2(降低).
(ii) D C,等温膨胀;此过程中气体从低 温做热功.源中吸收热量Q2; 系统对外界
(iii) C B,绝热压缩;外界对气体做功, 气体温度T2 T1(升高),.
(iv) 最后, B A,等温压缩;此过程中外界对气体做功使气体将气 量Q1传 递给高温热源, 从而完成一个逆循环.
§19.3 循环过程 卡诺循环
注意：
A净 1 Q2
Q吸
Q1
w Q2 A
对一切循环适用
1 T2
T1 w T2
T1 T2
只对卡诺循环适用
说明：
卡
诺
1
T2 T1
（1）完成一次卡诺循环必须有温度一定的高温 和低温热源
（2）卡诺循环的效率只与两个热源温度有关
（3）卡诺循环效率总小于1
（4）在相同高温热源和低温热源之间的工作的 一切热机中，卡诺循环的效率最高。V2 V1M源自RT2lnV3 V4
M
RT1ln
V2 V1
T1 T2 T1
1 T2 T1
1 T2
T1
仅由T1 ,T2决定
T1 T2 0 1
提高 途径，升高T1, 降低T2
2) 逆循环致冷系数
pp
等温过程：
2 1
Q1
A1
M
RT1ln
V2 V1
43
Q2
M
RT2ln
V3 V4
o
绝热过程：
（5）提高热机效率的途径 T1 或 T2 （提高 e :T1 ,T2 ）
练习1. 一卡诺机进行如图两个循环, 下列表述正确的是：
（1） 1 2 A1 A2
（2） 1 2 A1 A2
c
（3） 1 2 A1 A2
c
（4） 1 2 A1 A2
答案：（4）正确
练习2 将一台家用电冰箱视为理想卡诺致冷机，放在
T1 T2
T2 V
32 1 4
T1V2r1 T2V3r1 T1V1r1 T2V4r1
V2 V3 V1 V4
w Q2 Q2
M
RT2
ln
V3 V4
卡诺循环
3-1-4
0
1
2 V (l
)
[例1]1mol 氢气作如图所示的循环过程 1. 判别各过程热量的符号； 2. 计算此循环之效率。 P (atm) 解： a b 2 a b A > 0, Δ E > 0 Q ab = A ab + E b E a > 0 1 c d b c A = 0, E c E b<0
1
T2
Q2 V1 V4 V2
η
V3 T2ln 4 V =1 卡 V2 T1 ln 1 V
γ
1
P
1
a T1 Q1 d
a~d V 1 T 1 = V4
γ
1
γ
γ
T2 0
b
T2 c V3 V
b~c V 2 T 1 =V 3 V1 V 3 = V2 V4
1
T2
Q2 V1 V4 V2
η
T2 =1 T 卡 1
[例1]1mol 氢气作如图所示的循环过程 1. 判别各过程热量的符号； 2. 计算此循环之效率。 P (atm) a b 2
循环过程逆时针方向
系统对外作正功 A>0 外界对系统作功 A<0 系统吸热 Q=A>0 系统放热 Q=A<0
二、卡诺循环
3-1-4
二、卡诺循环
3-1-4
P
a T1
b
d T2
0
V1 V4 V2
c V3 V
二、卡诺循环
3-1-4
P
a T1 d
等温线 b
T2
0
V1 V4 V2
c V3 V
二、卡诺循环
3-1-4
P 一、循环过程 Q1 循环过程——物质系统经 A 历一系列状态变化过程又 a Q2 回到初始状态，称这一周 V 而复始的变化过程为循环 0 过程。 热机——持续不断地将热转换为功的装置。 工质——在热机中参与热功转换的媒介物质。 循环过程的特点——经一个循环后系统的内 能不变。即E=0 净功 A = 循环过程曲线所包围的面积 = Q1 Q2
卡诺循环
循环过程 卡诺循环
可见，制冷系数表示对系统做单位功时可从低温热源 吸走多少热量.显然，ε越大，制冷机的制冷效果就越好.
同样，式（7- 26）中的各个量都只代表大小.需要注意 的是，热机的效率总是小于1的，而制冷机的制冷系数则往 往是大于1的.在掌握效率和制冷系数的公式时，应该注意两 者在定义时有一个共同的特点，那就是都把人们所获取的效 益放在分子上，而付出的代价则放在分母上.
循环过程 卡诺循环
二、 卡诺循环
从19世纪起，蒸汽机在工业、交通运输中的 应用越来越广泛.但是蒸汽机的效率很低，只有3% ～5%，这就意味着95%以上的热量都没有得到利 用.虽然人们在结构上不断加以改进，尽量减少漏 气、散热、摩擦等因素的影响，但热机效率也只 有微小的提高.在生产需求的推动下，许多科学家 和工程师开始从理论上来研究热机的效率问题.
热量交换的情况是：系统在膨胀过程abc中内能增加，因 而将从高温热源吸收热量Q1；在压缩过程cda中内能减小，因 而将向低温热源放出热量Q2，在整个循环过程中，系统吸收的 净热量Q=Q1－Q2．因为一次循环中内能的增量ΔE=0，所以由 热力学第一定律可得
Q1－Q2=W 即系统吸收的净热量等于它对外界所做的净功. 对上式进行变形，可得
图7- 9 循环过程
循环过程 卡诺循环
因为系统(工作物质)的内能是状态的单值函数，所以每完成一 次循环，系统的内能保持不变，即dE＝0，这是循环过程的基本特 征.按过程进行的方向，可以把循环过程分为两类.在p- V图上，若 循环是沿顺时针方向进行的，则称为正循环；相反，若循环是沿逆 时针方向进行的，则称为逆循环.正循环代表热机的工作过程，蒸 汽机、内燃机等热机的工作过程都可以抽象为一个正循环过程；逆 循环代表制冷机的工作过程，冰箱、空调等制冷机的工作过程都可 以抽象为一个逆循环过程.
热力学中的循环过程与卡诺热机效率
热力学中的循环过程与卡诺热机效率热力学是一门研究热能转换和能量传递规律的学科，而循环过程则是热力学中的一个重要概念。
循环过程是指系统经历一系列状态变化后，最终回到原始状态的过程。
而卡诺热机效率是热力学中用来衡量热机性能的一个重要指标。
热力学循环过程包括两种基本类型：隔热和可逆。
隔热循环过程是指系统与外界没有热交换，只有功交换的过程。
典型的例子是卡诺循环和斯特林循环。
可逆循环过程是指系统中的每一个状态变化都是可逆的，即可逆循环不会产生不可逆损失。
典型的例子是卡诺循环。
卡诺热机是一种理想化的热机，它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺循环是一种最高效的热机，其效率只与工作物质的温度有关，而与具体的工作方式无关。
卡诺热机效率的公式为：η = 1 - Tc/Th其中，η代表卡诺热机的效率，Tc代表冷热源的温度，Th代表热热源的温度。
由该公式可见，卡诺热机的效率随着冷热源温差的增大而增大，同时也随着热热源温度的降低而增大。
卡诺热机效率的理论上限为1，即100%。
然而，在实际应用中，由于存在摩擦、流体阻力等不可避免的不可逆损失，实际工作热机的效率往往低于卡诺热机。
真实热机的效率与卡诺热机效率之间的比值被称为热机的实际效率。
热机的实际效率是衡量热机性能的重要指标之一。
热力学循环过程与卡诺热机效率在能量转换、能量利用以及环境保护方面有着重要的应用价值。
在能源开发和利用中，通过研究热力学循环过程，可以优化能源转换效率，提高能源利用效率。
而卡诺热机效率的研究和应用则可以为热能工程、能源管理等方面提供理论指导和技术参考。
热力学循环过程与卡诺热机效率还与环境保护紧密相关。
随着全球能源需求的增加和环境问题的日益突出，绿色能源的开发和利用成为了全球能源领域的重要课题。
而研究热力学循环过程和提高热机效率，则可以减少能源消耗和排放，降低对环境的影响。
总之，热力学循环过程与卡诺热机效率是热力学中的重要概念和指标。
研究循环过程和提高热机效率对于能源转换、环境保护和能源可持续发展具有重要意义。
循环过程 卡诺循环
本节讨论以理想气体为工质的卡诺循环。
上页
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1.卡诺热机（正循环）的效率：
卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成。
ab：等温膨胀 p
过程，和高温热
P 1
源交换热量为
P 2
Qab
Wab
nRT1
lnV2 V1
P P4
3
（>0,吸热）
吸热 Q1
a 等温线 b
绝热线
d
C
V1 V4 V2
V3 V 放热 Q2
bc：绝热膨胀过程 Qbc Fra bibliotek0上页
下页
c→d,等温压缩过程，
工质和低温热源交换热量为
Qcd
Wcd
nRT2
lnV4 V3
da：绝热压缩过程，Qda 0
（<0,放热）
在一次循环中，工质从
T1
高温热源吸热：
Q1
Qab
nRT1
lnV2 V1
P1V2
)
5 2
P1V1
< 0,放热
上页
下页
整个循环过程中，吸热
Q1
Q12
Q23
3 2
P1V1
5P1V1
13 2
P1V1
放热 （绝对值）
Q2
Q34 Q41
3P1V1
5 2
P1V1
11 2
P1V1
循环效率
＝ 1 Q2 15.38％
Q1
上页
下页
P
例2. 1摩尔氦气经历图示循环过程， A
其中AB为等温过程。己知VA = 3升，
Q1
新热力学基础4循环过程和卡诺循环
度愈高，低温热源的温度愈低， 卡诺循环的效率愈大，也就是说当两热源的温度差愈大，从高温热 源所吸取的热量Q1 的利用价值愈大；
（3）卡诺循环的效率总是小于1的（除非T。=0 K）。
几个实例
1、奥托循环: 理想化的汽油内燃机循环过程
将证明在同样两个温度T1和T2之间工作 的各种工质的卡诺循环的效率都由上式给定，而 且是实际热机可能效率的最大值。
应为理想气体温标所定义的温度。 可证明，当用热力学温标表示两个热源的温度时， 因为T1和T2是在求理想气体热量时引进的， 卡诺循环的效率的表示仍为上式。
讨论： （1）要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源（有时分
转化为有用功。 U=0 ,净功A= Q1 - Q2
热机循环效率 (efficiecy of heat engine)
工质对外做的净功
h=
从高温热源吸的热
=
A ＝ 1－ Q 2
Q11
Q1
卡诺循环
1824年卡诺（法国工程师1796-1832）提出了一个 能体现热机循环基本特征的理想循环。后人称之 卡诺循环。
循环过程定义──系统从某一状态出发，经 历一系列过程后又回到初态的全过程。 循环过程图线表示法──过程所经历的每一 个中间态都无限接近平衡态，该过程在P-V 图上为一个闭合曲线
箭头表示过程进行方向, 过程曲线包围 的面积表示循环过程中系统对外所做的净
功。
正循环
P
a
b
d
c
V
泵
T1 Q1
T2 Q2
|A| 气 缸
12：与温度为T1的高温 热源接触，T1不变， 体积
热学循环过程卡诺循环
1.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。 16
2.热机效率不能大于 1 或等于 1，只能小于 1。 •如果大于 1，W > Q吸 则违反了能 量守恒定律。 T2 0 或 T1 •如果为 1 则 现在的技术还不能达到绝对 0 K； T1 这是不能实现的， 因此热机效率只能小于 1！ 3.提高热机效率的方法。
EBC CV (TC TB ) 20775 J P ABC P(VC VB ) R(TC TB )
1 8.31 (300 1300) 8310 J
QBC CP (TC TB )
7 1 8.31 (300 1300) o 2 29085 J 放热 或由热力学第一定律 Q E A
8
CV (T1 T4 ) T4 T1 1 1 CV (T3 T2 ) T3 T2 1 12为绝热压缩过程 V T C 1 T1 V1 1 1 V2 T1 V1 T2 T2 V2
34为绝热膨胀过程
1 1
A
等温线 TA 1300K
C
Tc 300K
B
0 .5
5 V ( m3 )
ACA 0 5 QCA ECA CV ( TA TC ) 1 8.31 (1300 300) 2 20775 J 吸热 11
CA为等容升压过程
QBC 20775 8310 29085 J 放热
一个循环中的内能增量为：
|Q放 | ②.热机效率 1 Q吸 P
循环过程卡诺循环
12
23
T V 1 TV 1
24
11
(V2 ) 1 (V3 ) 1
V
V
1
4
则 Q1 Q2
Q1
M M mol
R
T1
ln
V2 V1
M M mol
R
T2
ln
V3 V4
M M mol
RT1 ln
V2 v1
即 T1 T2 1 T2
T1
T1
7
（1） 要完成一个卡诺循环，必须有高、低温两个热源；
相等。 答 [D]
P
T1
T2
T3
0
V
两个循环曲线所包围的面积相等，只能说明两个循环过
程中所做净功相同，亦即A净＝Q1－Q2相同。
9
例7－6 气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循环中， 外界传给气体的净热量是________。
PN m2
40
10
01
V(m2) 4
40 104 1 90J
10
例7－7 一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为127℃、 低温热源温度为27℃时，其每次循环对外做净功8000J，今维 持低温热源温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对 外做净功10000J。若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热 线之间，试求：(1) 第二个循环热机的效率；
（2）卡诺定理可以证明，工作在相同高低温热源间的一切热 机，以卡诺可逆机效率最高；
（3）卡诺循环效率只与两热源温度有关，因此提高热机效率 的唯一有效途径是:提高高温热源的温度；
（4） T1≠∞,T2 ≠0，故不可能等于1或大于1。
２、卡诺机的致冷系数
e
Q 2
T 2
循环过程卡诺循环讲解课件
在实际应用中，卡诺循环的能耗较高，需要进一步改进以降低能耗。
05
卡诺循环与其他循环的比较
卡诺循环与布雷顿循环的比较
总结词
卡诺循环和布雷顿循环在原理和应用上有显著差异。
详细描述
卡诺循环是一种理想化的热力学循环，由两个等温过程和两个绝热过程组成，其效率受到限制；而布雷顿循环是 一种实际应用的热力学循环，由吸热、膨胀、放热、压缩四个过程组成，其效率相对较高。在应用方面，卡诺循 环主要用于理论研究和教学，而布雷顿循环广泛应用于航空航天、汽车、制冷等领域。
02
卡诺循环原理
卡诺循环的四个过程
1. 等温吸热过程
系统从高温热源吸收热量，对外做功。
2. 等温放热过程
系统将吸收的热量传递给低温热源，同时对外做功。
3. 绝热压缩过程
系统在环境的作用下，压缩气体，使其压力升高。
4. 绝热膨胀过程
系统在环境的作用下，膨胀气体，使其压力降低。
卡诺循环的效率
01
卡诺循环的效率是热力学第二 定律的基础，它表示一个理想 的可逆循环过程的效率。
模拟软件介绍与使用方法
软件：可以使用Matlab、Python等编程语言编写卡诺循 环模拟程序。
方法
1. 建立数学模型：根据卡诺循环的工作原理，建立相应 的数学模型。
2. 编写程序：使用编程语言编写程序，实现数学模型的 计算。
3. 运行程序：输入相应的参数，如工质的种类、温度、 压力等，运行程序进行模拟计算。
采用新型热交换器
新型热交换器具有更高的 传热效率和更小的热阻， 可以提高制冷机的效率。
卡诺循环的极限与挑战
温度限制
卡诺循环的效率受到热源和冷源温度的限制，因为高温热源和低温 冷源的获得受到技术限制。
卡诺循环(1)
4．循环过程和卡诺循环4．1循环过程17世纪末发明了巴本锅和蒸汽泵，18世纪末瓦特给蒸汽机增添了冷凝器，发明了活塞阀、飞轮、离心节速器等，完善了蒸汽机，使之真正成为动力。
其后蒸汽机被应用于纺织、轮船、火车。
瓦特伟大功绩的取得在于他对蒸汽的性能有着卓越的了解，他从经济有效性方面改进了蒸汽机。
但是他的直接后继者却致力于扩大机器的容量，尽管当时蒸汽机的效率仍然很低。
扩大容量是实际工作者的倾向，他们往往喜欢摸着石头过河，而提高经济有效性则需要具有热学理论头脑的思想者，这个人便是一位年轻的法国炮兵军官萨地·卡诺（Sadi Carnot）。
在那个时代人们对蒸汽的巨大威力已有充分的认识，但蒸汽只是能量的携带者，动力的真正来源是锅炉下面的火。
卡诺确切地把蒸汽机、内燃机等以“火”为动力的机械叫做热机，他要探索的是如何利用较少的燃料获得较多的动力，以提高热机的效率和经济效益。
我们先简单地分析一下蒸汽机的工作过程。
如图3-26所示，水泵B将水池A中的水抽入锅炉C中，水在锅炉里被加热变成高温高压的蒸汽，这是一个吸热过程。
蒸汽经过管道被送入汽缸D内，在其中膨胀，推动活塞对外作功。
最后蒸汽变为废气进入冷凝器E中凝结成水，这是一个放热过程。
水泵F再把冷凝器中的水抽入水池A，使过程周而复始，循环不已。
从能量转化的角度看，在一个工作循环中工作物质（蒸汽）在高温热源（锅炉）处吸热后增加了自己的内能，然后在汽缸内推动活塞时将它获得内能的一部分转化为机械功，另一部分则在低温热源（冷凝器）处通过放热传递给外界。
经过这一系列过程，工作物质回到原来的状态。
其它热机的具体工作过程虽然各有不同，但能量转化的情况却与上面所述类似，即热机对外作功所需的能量来源于高温热源处所吸热量的一部分另一部分则以热量的形式释放给低温热源。
为了从能量转化的角度分析各种热机的性能，我们引入循环过程及其效率的概念。
普遍地说，如果一系统由某个状态出发，经过任意的一系列过程，最后回到原来的状态，这样的过程称为循环过程。
与卡诺循环
T2
ln
T1
ln
V2 V1
V3 V4
T
说明：① η卡仅由T1、T2决定
② 卡 T T
T
T1越大、T2越小
卡
越高
③卡诺热机是理想热机，其效率大于 其他热机效率.
同理可证；
Q 2
T
2 .
Q 1
T
1
Q Q T T h Q Q T T
1
2
1
2
1
2
1
2
例P156 [ 例7.3 ] [例7.4].
C →D →A 体积压缩 系统对外作负功
整个循环过程对外作功 ABCDA
在数值上等于P——V图上曲线ABCD所包围的面 积 正循环特点——系统对外作功
经过一个循环过程又回到A ΔU=0 系统对外作了功
根据能量守恒，能量从哪里来？ Q1＞│Q2│
A净=Q1－│Q2│ 循环效率：
A净 Q
A净 Q Q Q
在研究提高热机效率的过程中，法 国工程师萨迪.卡诺提出一种理想热机循 环，称为卡诺循环。该循环过程由两个 准静态等温过程和两个准静态绝热过程 组成。
萨迪.卡诺是法国青年工程师、热力 学的创始人之一，是第一个把热和动力 联系起来的人。 他出色地、创造性地用
“理想实验”的思维方法，提出了最简 单，但有重要理论意义的热机循环—— 卡诺循环，并假定该循环在准静态条件 下是可逆的，与工质无关，创造了一部 理想的热机（卡诺热机）。卡诺的目标 是揭示热产生动力的真正的、独立的过 程和普遍的规律。1824年卡诺提出了对 热机设计具有普遍指导意义的卡诺定理， 指出提高热机效率的有效途径，被后人 认为是热力学第二定律的先驱 。
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《大学物理》作业 No.19 循环过程和卡诺循环
班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、选择题
1.定量理想气体经历的循环过程用V —T 曲线表示如图,在此循环过程中,气体从外界吸热的过程是
[ ] (A) A →B. (B) B →C.
(C)C →A. (D) B →C 和C →A.
2. 如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的a b c d a 增大为 a b 'c 'd a ，那么循环a b c d a 与a b 'c 'd a 所作的功和热机效率变化情况是： [ ] (A) 净功增大，效率提高。
(B) 净功增大，效率降低。
(C) 净功和效率都不变。
(D) 净功增大，效率不变。
3.一定量某理想气体所经历的循环过程是:从初态(V 0 ,T 0)开始,先经绝热膨胀使其体积增大1倍,再经等容升温回复到初态温度T 0, 最后经等温过程使其体积回复为V 0 , 则气体在此循环过程中
[ ] (A) 对外作的净功为正值. (B) 对外作的净功为负值.
(C) 内能增加了. (D) 从外界净吸收的热量为正值.
二、 填空题 1.如图的卡诺循环:(1)abcda ，(2)dcefd ，(3)abefa ，其效率分别为:
η1= ; η2= ; η3= .
2.卡诺致冷机,其低温热源温度为T 2=300K,高温热源温度为T 1=450K,每一循环从低温热源吸热Q 2=400J,已知该致冷机的致冷系数ω=Q 2/A=T 2/(T 1－T 2) (式中A 为外界对系统作的功),
则每一循环中外界必须作功A = .
3．以理想气体为工作物质的热力学系统，经历一循环过程，回到初始状态，其内能的增量
=。
2、有一摩尔单原子理想气体，作如图所示abcda 的循环过程，整个过程由两条等压线和两条等体线组成。
设335100.2,100.4m V P P a a a -⨯=⨯=,33100.6m V b -⨯=,a c P P 100.2⨯=。
求：（1）整个循环过程系统对外作的净功？（2）此循环的效率？
2
3
3
m -)。