§5-4 循环过程
热机发展简介
1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽机,当时蒸汽机的效率极低. 1765年瓦特进行了重大改进,大大提高了效率. 人们一直在为提高热机的效率而努力, 从理论上研究热机效率问题, 一方面指明了提高效率的方向, 另一方面也推动了热学理论的发展.
各种热机的效率
液体燃料火箭
柴油机
汽油机
蒸汽机
火力发电厂外貌
热机的三个要素:
热机:持续地将热量转变为功的机器.
工作物质(工质):热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质.
1) 工作物质
2) 两个或两个以上温度不同的热源
3) 对外作功的机械装置
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.
热力学第一定律
(取绝对值)
净功
特征
一循环过程
A
B
总吸热
总放热
A
B
(热机循环)
过程曲线沿顺时针方向,系统对外作正功。
循环效率:一次循环过程中系统对外做的功占它从高温热源吸热的比率。
在一正循环中,系统从高温热源吸热Q1,向低温热源放热Q2 (Q2>0),系统对外作功
A
B
(制冷循环)
过程曲线沿逆时针方向,系统对外作负功.
循环曲线所包围的面积等于循环过程中系统对外做的净功。正循环A>0,逆循环A<0.
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例 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程,其中
,求1—2、2—3、3—4、4—1过程中热机的效率.
解由理想气体物态方程得
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