卡诺循环

大学物理热力学
第8讲卡诺循环
1824年, 法国青年科学家卡诺(1796-1832)提出一种理想热机: 工作物质只与两个恒定热源(一个高温热源, 一个低温热源)交换热量. 整个循环过程是由两个绝热过程和两个等温过程构成, 这样的循环过程称为卡诺循环
.
1
Q 2
Q (恒定)
BC 和DA 过程: 0=Q V 31
V
2
4AB 过程: CD 过程: )/ln()/ln(111212A B D C V V T V V T Q Q −=−=ηA B
V V RT M
m Q ln 11=
C D
V V RT M m Q ln 22=121
1−−=γγ
C B V T V T Q 1211−−=γγD
A
V
T V
T D
C A B V V V V =∴卡诺循环效率:结论: 卡诺循环的效率仅仅由两热源的温度决定.
卡诺制冷系数:
2
12
2122T T T Q Q Q W Q −=
−==ε冰箱外冷冻室
Q 2
卡诺制冷机
将待冷却物体作为低温热源, 反向进行
热机循环, 可实现制冷循环.
例题一卡诺循环, 热源温度为100o C, 冷却器温度为0o
C. 如维持冷却器温度不变, 提高热源温度, 使循环1的净功率增加为原来的2倍. 设此循环2工作于相同的两绝热线之间, 工作物质为理想气体. 试求: (1) 此热源的温度增为多少?(2) 这时效率为多大?1
1111111T T Q W W Q W −=+==放吸η解: (1)V
10
101W T T T Q −=放
20
202W T T T Q −=放
2
2222221T T Q W W Q W −=+==
放吸η同理:
K 4732012=−=T T T V
放放21Q Q =20
202W T T T Q −=放
按题意：1
22W W =10
101W T T T Q −=放
1
20
10102W T T T W T T T ×−=−%
3.42473
2731=−=2
021T T −
=η(2)。