(2)循环过程.ppt

§、循环过程热机:通过某种工作物质(如气体)不断把从外界吸收的热量转变成机械功的装置。如蒸汽机、内燃机、汽轮机等。工作物质:在热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质。简称工质。循环过程:工作物质组成的系统经历一系列变化过程又回到初始状态,这样周而复始的过程叫做循环过程,简称循环。热机就是实现这种循环的机器。弦副馋钵阮菠砌滔粕悯挟怕勇赢掖悉种纯雀臼桑绘笋闸愁历峰淋醉讳镑溉(2)循环过程(2)循环过程1准静态循环过程的描述以蒸汽机为例在整个循环过程中系统对外做净功:系统吸收的净热量:整个循环过程的特征循环过程回到原来状态后,系统的内能不变从初态出发经过一个Q1Q2A1A2汽缸泵冷凝器锅炉高温热源(热库)低温热源(冷库)水蒸汽堡楚吓泳播宏译剩莉保巷曳低芥辙楞序踢销搞斋迎逻未负籍硬沙讹铱帛酒(2)循环过程(2)循环过程2根据热力学第一定律准静态循环过程的P-V图是一条闭合曲线正循环:顺时针方向逆循环:逆时针方向在正循环过程中:A1>A2系统从外界吸收净热量且对外做净功在逆循环过程中:A1<A2,该闭合曲线所包围的面积PV•AOV1V2abcd•••逆循环正循环日座楚固衫赤斟翁汰培竞眼寡鸣初赎拖孽岁荡梆糜锄菏财萨柔甭吐握木跨(2)循环过程(2)循环过程3负功或外界对系统做净正功逆循环又叫致冷循环,(电冰箱、冷空调等)二、循环效率致冷系数1、热机效率(正循环的效率)2、致冷系数在逆循环(致冷循环)中,外界对工质做净功A,工质从外界低温热源所吸收的热量为Q2,向高温热放出的热量为Q1,则工质向外界放出净热量为系统向外界放出净热量且对外做净司帐阁哮袄市位呕亥亦讳顶炉独爸算络殃绊钩柔占庇撬盐继菱蔓遏爪趟允(2)循环过程(2)循环过程4整个过程根据热力学第一定律,致冷机的效率用致冷系数表示致冷系数三、卡诺循环及其效率卡诺循环是一种准静态循环,在循环过程中工质只和两个恒温热源交换热量,它由四个分过程组成。(两个等温过程,两个绝热过程。)以下讨论以理想气体为工质的卡诺循环工作过程为卡诺循环的热机称为卡诺热机声保羚核朽藏向镑倾挠悍洪惑拳邪帽蜗施谜皑葛设审都咬谩漳菲屎驼惮赊(2)循环过程(2)循环过程5卡诺热机热流图等温膨胀①V1→V2,P1→P2T1不变,从高温热源吸收热量Q1Q2APVOP1P2P3P4V1V2V3V4abcd卡诺循环P-V图T1T2檀钳币岂续资迸干糙禄顾诚褒傻翁俺冒阀勒稿妄环泣嗓几玄星胃穿掸恿蠢(2)循环过程(2)循环过程6②b→c绝热膨胀T1→T2,V2→V3,P2→P3,③c→d等温压缩T2不变,V3→V4,P3→P4,PVOP1P2P3P4V1V2V3V4abcd卡诺循环P-V图向低温热源放出热量④d→a绝热压缩T2→T1,V4→V1,P4→P1,Q1Q2AT1T2阁薪各粒巳记茄雌炭鸿送钙脊赖刑知庚畦豺躇伤家茶席读鸯殷咒嗜柞拇阜(2)循环过程(2)循环过程7(5)代入(3)得理想气体卡诺循环效率和(3')得由(1)式麓汾致攫箍捶封皆潞蔡券沽帮窜赢寥功柴撇缝座朴五披呈梅电山逐乾逛知(2)循环过程(2)循环过程8只与T1和T2有关与物质种类、膨胀的体积无关提高高温热源的温度现实些2)理论指导作用讨论1)卡诺热机效率逾矮晌缀补泌茹羌划攀蚀何凌愉千坪彼师蜕节鲁遏骸毯航血芬拎姥蓑裙塔(2)循环过程(2)循环过程9进一步说明3)理论说明低温热源温度说明热机效率且只能4)疑问:由热一定律,在循环过程中,如果相当于把吸收的热量全作功。从能量转换看不违反热力学第一定律,但为什么实际做不到?热机循环不向低温热源放热是不可能的热机循环至少需要两个热源说明:必然还有一个独立于热力学一定律的定律存在。这就是热力学第二定律。且有蚤煮樊跋垮殴恶栅截孕散扩励掷蜡哑欲缄拌寻箍迁蚁掣但探临缩矿鹿哆撤(2)循环过程(2)循环过程10