卡诺与逆卡诺循环

1、2021/3/111 循环过程循环过程物质系统经物质系统经 历一系列状态变化过程又历一系列状态变化过程又 回到初始状态，称这一周回到初始状态，称这一周 而复始的变化过程为循环而复始的变化过程为循环 过程。过程。 热机热机持续不断地将热转换为功的装置。持续不断地将热转换为功的装置。 工质工质在热机中参与热功转换的媒介物质。在热机中参与热功转换的媒介物质。 循环过程的特点循环过程的特点经一个循环后系统的内经一个循环后系统的内 能不变。即能不变。即E=0 净功净功 A = 循环过程曲线所包围的面积循环过程曲线所包围的面积 P V 0 A a =QQ 1 2 2 1 Q Q 一、循环过程一、循环过程

2、2021/3/112 循环过程顺时针方向循环过程顺时针方向 循环过程逆时针方向循环过程逆时针方向 系统对外作正功系统对外作正功 A0 外界对系统作功外界对系统作功 A0 系统放热系统放热 Q=A0 PP VV A =S绿色A =S红色 2021/3/113 a b c d VV V P T VV 2 0 2 2 1 1 314 T Q1 1 A QQ Q = = 2 2 1 1 Q Q 1 = Q Q 二、卡诺循环二、卡诺循环 A Q Q Q Q 1 2 高温热源高温热源 低温热源低温热源 2021/3/114 1 1 22 2 AA 高温热源高温热源 低温热源低温热源 P V 0 致冷系数：

3、致冷系数： w T T Q w = = Q Q Q Q Q 2 对于卡诺循环对于卡诺循环 12 卡诺机之卡诺机之致冷系数为：致冷系数为： T w 的数值区间的数值区间 ()0, 8 低温热源温度越低温差越大，致冷系数越小。低温热源温度越低温差越大，致冷系数越小。 2 三、致冷循环三、致冷循环逆卡诺循环逆卡诺循环 T T = 22 Q Q1 1 = 1 1 2021/3/115 例例：可逆热机的效率为：可逆热机的效率为 ，若将此热机按原，若将此热机按原 循环逆向运行而作为致冷机，求：循环逆向运行而作为致冷机，求：(1)该致冷该致冷 机的致冷系数；机的致冷系数；(2) 在致冷循环中，当输入功在致冷

4、循环中，当输入功 为为 450 kJ 时，该致冷机从低温热源的吸热时，该致冷机从低温热源的吸热 Q2和向高温热源的放热和向高温热源的放热 Q1 。 解：解：(1) = 1/ - 1 = 1/0.25 - 1 = 3 (2) 因因 = Q2 /A，故，故 Q2 = A = 3 450 kJ = 1350 kJ Q1 = Q2 + A = 1350 + 450 = 1800 kJ 2021/3/116 T T 1 2 不可逆不可逆 可逆可逆 = 卡诺卡诺 1 T2 1 可逆可逆 = 1 T 1. 工作于高温热源工作于高温热源 1 2 T 之间的一切可逆机的效率都相等，都为：之间的一切可逆机的效率都相等，都为： 及低温热源及低温热源T 四、卡诺定理四、卡诺定理 2. 对于一切不可逆机（实际热机）有：对于一切不可逆机（实际热机）有： 卡诺定理的意义：它指出了卡诺定理的意义：它指出了提高热机效率提高热机效率 的方向：的方向： 1. 使不可逆机尽量接近可逆机使不可逆机尽量接近可逆机； 2. 提