(cyclicprocess)與卡諾循環(huán)(carnotcycle)

1、§2循環(huán)過(guò)程(cyclic process) 卡諾循環(huán)(Carnot cycle),蒸汽機(jī)的工作原理,熱機(jī)特點(diǎn)：,① 工作物質(zhì)（汽態(tài)水、液態(tài)水）,② 工作物質(zhì)從外界吸熱，增加內(nèi)能，一部分對(duì)外作功,熱量的形式放到一個(gè)溫度較低的冷凝器里去。,④ 以上過(guò)程循環(huán)不已地進(jìn)行,一 循環(huán)過(guò)程,1 熱機(jī)(heat engine)的工作原理,③ 工作物質(zhì)要回到原來(lái)狀態(tài)，內(nèi)能的另一部分以,2 定義：如果一系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)任,,意的一系列

2、過(guò)程，最后又回到原來(lái)的狀態(tài)，則稱此一系列過(guò)程為循環(huán)過(guò)程。,3 循環(huán)及循環(huán)效率,規(guī)定：順時(shí)針循環(huán)→正循環(huán),ABCDA,熱機(jī),逆時(shí)針循環(huán)→逆循環(huán),ADCBA,致冷機(jī)或熱泵,正循環(huán)的特點(diǎn)：,從A→B →C,體積膨脹 系統(tǒng)對(duì)外作功,C →D →A,體積壓縮,系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功,整個(gè)循環(huán)過(guò)程對(duì)外作功,ABCDA,在數(shù)值上等于P——V圖上曲線ABCD所包圍的面積,正循環(huán)特點(diǎn)——系統(tǒng)對(duì)外作功,經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程又回到A,ΔU=0,系統(tǒng)對(duì)外作了功,根據(jù)能

3、量守恒，能量從哪里來(lái)？,Q1＞│Q2│,A凈=Q1－│Q2│,循環(huán)效率：,不可避免要放掉一部分熱量,∴η＜1,4 逆循環(huán)和致冷機(jī)(refrigerator),制冷系數(shù)：,∵U2－U1=0,Q1=A+ Q2,,5 熱泵(heat pump),熱泵是將熱量由低溫物體傳到高溫物體的裝置，,它的工作原理與致冷機(jī)相同。致冷機(jī)是讓工作物質(zhì)從低溫物體處吸熱，使低溫物體的溫度更低；而熱泵是讓工作物質(zhì)向高溫物體放熱，使高溫物體的溫度更高。,熱泵工作過(guò)程：

4、壓縮機(jī)將,氨氣或氟里昂進(jìn)行壓縮，使之變成高溫高壓的蒸汽，蒸汽被導(dǎo)入室內(nèi)管道（冷凝器）中，氨蒸汽凝結(jié)成液體，同時(shí)放出熱量使室內(nèi)氣流升溫而供暖。液化后的氨經(jīng)節(jié)流閥變成低溫,低壓的液體，被導(dǎo)入室外管道（蒸發(fā)器）中，液體從室外的空,氣吸熱而迅速蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣體又回到壓縮機(jī)中進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。,如果上圖中把壓縮機(jī)的出口與室外管道相連，則此裝置就可以用來(lái)給室內(nèi)降溫，這就是所謂的制冷空調(diào)，此時(shí)室內(nèi)的管道就是蒸發(fā)器，而室外的管道就是冷凝器。,——供熱效

5、率,在研究提高熱機(jī)效率的過(guò)程中，法國(guó)工程師薩迪.卡諾提出一種理想熱機(jī)循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。該循環(huán)過(guò)程由兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)等溫過(guò)程和兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程組成。,二 卡諾循環(huán)(Carnot cycle),薩迪.卡諾是法國(guó)青年工程師、熱力學(xué)的創(chuàng)始人之一，是第一個(gè)把熱和動(dòng)力聯(lián)系起來(lái)的人。 他出色地、創(chuàng)造性地用“理想實(shí)驗(yàn)”的思維方法，提出了最簡(jiǎn)單，但有重要理論意義的熱機(jī)循環(huán)——卡諾循環(huán)，并假定該循環(huán)在準(zhǔn)靜態(tài)條件下是可逆的，與工質(zhì)無(wú)關(guān)，創(chuàng)造了一部理想的熱機(jī)（卡

6、諾熱機(jī)）。卡諾的目標(biāo)是揭示熱產(chǎn)生動(dòng)力的真正的、獨(dú)立的過(guò)程和普遍的規(guī)律。1824年卡諾提出了對(duì)熱機(jī)設(shè)計(jì)具有普遍指導(dǎo)意義的卡諾定理，指出提高熱機(jī)效率的有效途徑，被后人認(rèn)為是熱力學(xué)第二定律的先驅(qū) 。,準(zhǔn)靜態(tài)卡諾循環(huán)特點(diǎn)：由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成的循環(huán)過(guò)程,①1→2等溫膨脹過(guò)程,ΔU=0,② 2→3絕熱過(guò)程,③ 3→4等溫壓縮過(guò)程,│Q2│,,④ 4→1絕熱壓縮,整個(gè)循環(huán)中內(nèi)能不變,A=Q1－│Q2│,（2→3）,（4→1）,或,→只適