卡诺循环演示PPT课件
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[答案]
η1=（T2-T1）/T2=22.3% η2=（T2-T1）/T2=50.5%
课后作业： 教材76页习题1
故W2=—△U=—CV（T1—T2）
过程3 保持T1定温可逆压缩。 将气箱从绝热袋中取出，与
低温热源T1相接触，然后在 T1时作定温可逆压缩，让气 体的压力和体积由p3、V3变 到p4、V4。此过程△U=0，如 图CD
过程3 保持T1定温可逆压缩。将 气箱从绝热袋中取出，与低温热 源T1相接触，然后在T1时作定温 可逆压缩，让气体的压力和体积 由p3、V3变到p4、V4。此过程△U=0， 如图CD
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环的证明：
假设有两个热源，其热容无限大。 一个具有较高的温度T2，另一个 具有较低的温度T1。含有1mol理想 气体的气箱，气箱上有一无重量 无摩擦的活塞，将此气箱与高温 热源相接触，气体温度为T2， 压 力和体积分别为p1和V1，此为系统 始态。
卡诺循环
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环
过程2 绝热可逆膨胀。在膨 胀后的气体人热源T2处移开， 将气箱放进绝热袋，让气 体作绝热可逆膨胀，此时 气体的温度由T2降到T1，压 力 和 体 积 由 p2、V2 变 到 p3、 V3，此过程中系统不吸热。 如图BC
过程2 绝热可逆膨胀。在膨胀 后的气体人热源T2处移开，将 气箱放进绝热袋，让气体作 绝热可逆膨胀，此时气体的 温度由T2降到T1，压力和体积 由p2、V2变到p3、V3，此过程中 系统不吸热。 如图BC
热机效率
从高温热源吸取的热Q2转化 为功的比例，称为热机效 率，用符号η表示，即 η=W/Q2
卡诺热机效率的计算
首先计算W
W =W1+W2+W3+W4 =RT2lnV2/V1—CV（T1—T2）+RT1lnV4/V3—CV （T2—T1）=RT2lnV2/V1+ RT1lnV4/V3
根据绝热可逆膨胀得
1、在两个不同温度的热源之间工 作的任意热机，以卡诺热机的效 率为最大。否则将违反热力学第 二定律。
2、卡诺热机的效率只与两个热源 的温度有关，而与工作物质无关。 否则将违反热力学第二定律。
任何热机I的效率不可能比卡诺热 机的效率高。
例 试比较下列两个热机的最大效 率（1）以水蒸气为工作物质， 工作于130℃及40℃两热源之间； （2）以汞蒸汽为工作物，工作 于380℃及50℃两热源之间。
η=W/Q2=（T2-T1）/T2=（Q2-Q1）/Q2
+ = 0 整理得， Q 1Q 2 T 1T 2 卡诺热机在两个热源之间工作
时，两个热源的热温商之和等于
零。
决定卡诺热机效率的因素
一是在两个不同温度热源之间 工作的热机中，卡诺热机的 效率是否为最大；
二是卡诺热机的效率是否与工 作物质ຫໍສະໝຸດ Baidu关。
卡诺定理：
CVlnT1/T2=—RlnV3/V2 CVlnT2/T1=—RlnV1/V4 整理得：V2/V1=V3/V4 故 W=R（T2-T1）lnV2/V1 卡诺热机效率应为η=W/Q2=（T2-T1）/T2
卡诺热机的效率与两个热源的温度有 关，高温热源的温度越高，低温热 源的温度越低，则热机的效率越大。
卡诺可逆循环的结果：
气箱中的理想气体回复了原状，没有 任何变化；高温热源由于过程1损失 了热Q2，低温热源T1由于过程3得到 了热Q1；经过一次循环以后，系统 所做的总功W是四个过程功的总和， 如果气箱不断通过这种循环工作， 热源T2的热就不断传出，一部分转 变为功，余下的热就不断传向热源 T1，在一次循环后，系统回复原状， △U =0 故W=Q1+Q2
故Q1=W3+RT1lnV4/V3
过程4 绝热可逆压缩。
将压缩了的气体从热源 T1处移开，又放进绝热 袋，让气体作绝热可逆 压缩，使气体回到起始 状态，如图DA
过程4 绝热可逆压缩。将压 缩了的气体从热源T1处移开， 又放进绝热袋，让气体作 绝热可逆压缩，使气体回 到起始状态，如图DA
故W4=—△U=—CV（T2—T1）
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体 由p1、V1作定温可逆膨胀到 p2、V2。在此过程中系统吸 收了Q2的热，做了W1的功。 如图中AB
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体由 p1、V1作定温可逆膨胀到p2、V2。 在此过程中系统吸收了Q2的热， 做了W1的功。如图中AB 故Q2=W1=RT2lnV2/V1
η1=（T2-T1）/T2=22.3% η2=（T2-T1）/T2=50.5%
课后作业： 教材76页习题1
故W2=—△U=—CV（T1—T2）
过程3 保持T1定温可逆压缩。 将气箱从绝热袋中取出，与
低温热源T1相接触，然后在 T1时作定温可逆压缩，让气 体的压力和体积由p3、V3变 到p4、V4。此过程△U=0，如 图CD
过程3 保持T1定温可逆压缩。将 气箱从绝热袋中取出，与低温热 源T1相接触，然后在T1时作定温 可逆压缩，让气体的压力和体积 由p3、V3变到p4、V4。此过程△U=0， 如图CD
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环的证明：
假设有两个热源，其热容无限大。 一个具有较高的温度T2，另一个 具有较低的温度T1。含有1mol理想 气体的气箱，气箱上有一无重量 无摩擦的活塞，将此气箱与高温 热源相接触，气体温度为T2， 压 力和体积分别为p1和V1，此为系统 始态。
卡诺循环
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环
一种热机工作时由两个定温 可逆过程和两个绝热可逆 过程组成一循环过程，这 种循环过程称为卡诺循环， 按卡诺循环工作的热机叫 卡诺热机。
卡诺循环
过程2 绝热可逆膨胀。在膨 胀后的气体人热源T2处移开， 将气箱放进绝热袋，让气 体作绝热可逆膨胀，此时 气体的温度由T2降到T1，压 力 和 体 积 由 p2、V2 变 到 p3、 V3，此过程中系统不吸热。 如图BC
过程2 绝热可逆膨胀。在膨胀 后的气体人热源T2处移开，将 气箱放进绝热袋，让气体作 绝热可逆膨胀，此时气体的 温度由T2降到T1，压力和体积 由p2、V2变到p3、V3，此过程中 系统不吸热。 如图BC
热机效率
从高温热源吸取的热Q2转化 为功的比例，称为热机效 率，用符号η表示，即 η=W/Q2
卡诺热机效率的计算
首先计算W
W =W1+W2+W3+W4 =RT2lnV2/V1—CV（T1—T2）+RT1lnV4/V3—CV （T2—T1）=RT2lnV2/V1+ RT1lnV4/V3
根据绝热可逆膨胀得
1、在两个不同温度的热源之间工 作的任意热机，以卡诺热机的效 率为最大。否则将违反热力学第 二定律。
2、卡诺热机的效率只与两个热源 的温度有关，而与工作物质无关。 否则将违反热力学第二定律。
任何热机I的效率不可能比卡诺热 机的效率高。
例 试比较下列两个热机的最大效 率（1）以水蒸气为工作物质， 工作于130℃及40℃两热源之间； （2）以汞蒸汽为工作物，工作 于380℃及50℃两热源之间。
η=W/Q2=（T2-T1）/T2=（Q2-Q1）/Q2
+ = 0 整理得， Q 1Q 2 T 1T 2 卡诺热机在两个热源之间工作
时，两个热源的热温商之和等于
零。
决定卡诺热机效率的因素
一是在两个不同温度热源之间 工作的热机中，卡诺热机的 效率是否为最大；
二是卡诺热机的效率是否与工 作物质ຫໍສະໝຸດ Baidu关。
卡诺定理：
CVlnT1/T2=—RlnV3/V2 CVlnT2/T1=—RlnV1/V4 整理得：V2/V1=V3/V4 故 W=R（T2-T1）lnV2/V1 卡诺热机效率应为η=W/Q2=（T2-T1）/T2
卡诺热机的效率与两个热源的温度有 关，高温热源的温度越高，低温热 源的温度越低，则热机的效率越大。
卡诺可逆循环的结果：
气箱中的理想气体回复了原状，没有 任何变化；高温热源由于过程1损失 了热Q2，低温热源T1由于过程3得到 了热Q1；经过一次循环以后，系统 所做的总功W是四个过程功的总和， 如果气箱不断通过这种循环工作， 热源T2的热就不断传出，一部分转 变为功，余下的热就不断传向热源 T1，在一次循环后，系统回复原状， △U =0 故W=Q1+Q2
故Q1=W3+RT1lnV4/V3
过程4 绝热可逆压缩。
将压缩了的气体从热源 T1处移开，又放进绝热 袋，让气体作绝热可逆 压缩，使气体回到起始 状态，如图DA
过程4 绝热可逆压缩。将压 缩了的气体从热源T1处移开， 又放进绝热袋，让气体作 绝热可逆压缩，使气体回 到起始状态，如图DA
故W4=—△U=—CV（T2—T1）
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体 由p1、V1作定温可逆膨胀到 p2、V2。在此过程中系统吸 收了Q2的热，做了W1的功。 如图中AB
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体由 p1、V1作定温可逆膨胀到p2、V2。 在此过程中系统吸收了Q2的热， 做了W1的功。如图中AB 故Q2=W1=RT2lnV2/V1