第10章 热力学第一定律

1、海南大学大学物理电子教案气体动理论研究气体处于平衡态下宏观量与微观量之间的关系（宏观量的微观解释）。热力学基础研究一个热力学系统的状态发生变化时在能量上遵循的普遍规律及条件。它包括：热力学第一定律：热力学第二定律：状态变化过程中能量所遵循的规律状态变化自然过程具有方向性的规律序言：海南大学大学物理电子教案第10章 热力学第一定律10.1 功 热量 热力学第一定律10.2 准静态过程10.3 热容10.4 绝热过程10.5 循环过程10.6 卡诺循环10.7 致冷循环海南大学大学物理电子教案EE(T,V )理想气体，由于忽略分子间的相互作用势，内能是温度的单值函数( )2molMiERTE TM

2、 p系统内能10.1 功 热量 热力学第一定律热学研究分子的热运动及其产生的热现象。热运动所具有的能量称热能（系统内能）。热能包括热运动的动能和分子间相互作用势能。系统内能是状态量海南大学大学物理电子教案 做功热传递E改变方式特 点能量转换量度做功热传递与宏观位移相联系通过非保守力做功实现机械运动热运动A与温差相联系，通过分子碰撞实现热运动热运动Q内能E是系统状态的单值函数，内能改变量只与初末状态有关，与所经过的过程无关。改变系统状态的方式（改变系统内能的方式）海南大学大学物理电子教案p热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式21()QEEAAQE1E2l某一热力学过程，系统从外界吸热 Q，对

3、外界做功 A ，系统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：12EQAE物理意义：对任意的热力学系统，系统从外界吸收物理意义：对任意的热力学系统，系统从外界吸收的热量，一部分增加系统的内能，一部分用于系统对的热量，一部分增加系统的内能，一部分用于系统对外作功。外作功。海南大学大学物理电子教案热力学第一定律适用于任何系统的任何过程；实际过程是多样化的：Q00A 0EQ0系统从外界吸热系统向外界放热外界对系统作功 系统对外界作功0A 系统内能减少系统内能增加0E21()QEEA对于一个无限小过程：热力学第一定律是包含热现象在内的能量转换与守热力学第一定律是包含热现象在内的能量转换与守恒定律；恒

4、定律；dddQEA（微分式）海南大学大学物理电子教案热力学第一定律另一表述：热力学第一定律另一表述：即不消耗任何能量而源源不断地对外做功的即不消耗任何能量而源源不断地对外做功的机器是不可能制造的。机器是不可能制造的。第一类永动机不可能制造的。第一类永动机不可能制造的。000EQ；A即：违反热力学第一定律海南大学大学物理电子教案例1：一热力学系统由图示a状态沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外作了360J的功（1）如果它沿adb过程达到状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量？（2）当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了280J的功，它与外界交换了多少热量？是吸

5、热还是放热？VPoabdc解：acb过程21()QEEAbaEEQA海南大学大学物理电子教案 560260200 JVPoabdcbaEEQA（1）adb过程：()baQEEA 200220420 J（2）由状态b沿曲线ba返回状态a：()abQEEA 200280480 J 负号表示系统向外界放热海南大学大学物理电子教案10.2 准静态过程p准静态过程热力学系统：热学的研究对象，即由大量微观粒子组成的宏观实体。系统的状态：平衡态：可用一组确定的状态参量描述，如可用一组确定的状态参量描述，如(p,V,T)非平衡态：不能用一定的状态参量描述。热力学过程：系统的状态随时间变化过程。海南大学大学物理

6、电子教案1221在一热力学过程中，总伴随着两个因素：平衡态被破坏。没有平衡态的破坏，状态就不会改变，就谈不上过程。分子热运动和碰撞，系统有从非平衡态向平衡态恢复的趋势。这一恢复时间称驰豫时间。海南大学大学物理电子教案若过程进行得足够缓慢，以至于平衡态破坏后立刻得到恢复准静态过程。若过程进行得比较快（如爆炸过程），以至于平衡态破坏后来不及恢复非准静态过程。l准静态过程：中间态无限接近平衡态的过程，是一种理想化的过程。实际过程只要过程进行的时间远大于系统的驰豫实际过程只要过程进行的时间远大于系统的驰豫时间，均可看作准静态过程。如：实际汽缸的压时间，均可看作准静态过程。如：实际汽缸的压缩过程可看作准

7、静态过程。缩过程可看作准静态过程。 S海南大学大学物理电子教案实际汽缸的压缩过程，外界对系统做功实际汽缸的压缩过程，外界对系统做功u u过程无限缓慢，无摩擦。过程无限缓慢，无摩擦。 非平衡态到平衡态的过渡时间，即弛豫时间，约非平衡态到平衡态的过渡时间，即弛豫时间，约 10 10 -3-3 秒秒 ，如果实际压缩一次所用时间为，如果实际压缩一次所用时间为 1 1 秒，就可秒，就可以说是准静态过程。以说是准静态过程。外界压强总比系统压强大一小量外界压强总比系统压强大一小量P P ，就可以缓慢压缩。，就可以缓慢压缩。海南大学大学物理电子教案准静态过程在状态图上可用一准静态过程在状态图上可用一条曲线表示

8、条曲线表示, , 如图。如图。一个点代表一个平衡态一条曲线代表一个准静态过程气体等温膨胀 气体自由膨胀T课堂思考：试分析下列过程的性质。已知：s104驰驰豫豫时时间间OVp海南大学大学物理电子教案p准静态过程的功准静态过程的功当活塞移动微小位移当活塞移动微小位移dldl时，系统对外界所作的时，系统对外界所作的元功为：元功为：pdVpSdlFdldA dleppSF光光滑滑l以气缸内气体膨胀为例推导功的计算公式：如图，气缸内气体压强为p，活塞面积为s,dA,dV00 体积膨胀，系统对外作正功；体积膨胀，系统对外作正功；,dA,dV00 体积缩小，系统对外作负功；体积缩小，系统对外作负功；,dA,

9、dV00 体积不变，系统不作功。体积不变，系统不作功。海南大学大学物理电子教案系统体积由系统体积由V V1 1变为变为V V2 2，系统对外界作总功为：系统对外界作总功为：21VVAdApdV（体积功的计算公式）以上结论具有普遍意义。对于任一系统，只要做功是通过体积变化来实现的，其功均可用上式表示。课堂思考：如图，系统由相同的初态出发，经过三个不同的中间态，最后到达相同的末态，问：那个过程系统对外做的功最大？VPoab . . .海南大学大学物理电子教案l体积功的图示功的大小等于功的大小等于pVpV 图上图上过程曲线过程曲线p(V)p(V)下的面积。下的面积。p pVa2V1VIoII2p1p

10、vv+dv功的正负通过过程方向判断。功是过程量，内能是状态量，热量是过程量。dApdV条形面积代表元功曲线下面积代表总功21VVApdV海南大学大学物理电子教案示功图：示功图： p p - - V V 图上过程曲线下的面积图上过程曲线下的面积 当气体膨胀时，它对外界作正功；当气体被压缩时，它对外作负功，但其数值都等于过程曲线下面的面积。dW0A 0AA净海南大学大学物理电子教案 pVT2V1VIoII例2： （mol）的理想气体在保持温度T不变的情况下，体积V1从经过准静态过程变化到V2。求在这一等温过程中气体对外做的功和它从外界吸收的热量.解：由理想气体状态方程：pVRTRTpV得代入上式2

11、1VVRTAdVV211VVRTdVV21VRT lnV21VVApdV（1）海南大学大学物理电子教案 pVT2V1VIoII21VART lnV（2）由理想气体内能公式：2iERT等温过程，温度不变，内能不变0E（3）由热力学第一定律：QEA 22110VVRT lnRT lnVV 可见，等温膨胀时，气体从外界吸收热量全部用于对外做功，内能不变。海南大学大学物理电子教案10.3 热容系统与外界之间的热传递常会引起系统本身温度的变化，这一温度的变化和热传递的关系用热容表示。设1mol物质温度升高dT时，所吸收的热量为dQ，则：mdQCdT称该物质的摩尔热容由于热量是过程量，故摩尔热容也是过程量

12、。常用的摩尔热容有摩尔定压热容、摩尔定体热容。p理想气体摩尔定体热容1V ,mVdQCdT海南大学大学物理电子教案1V ,mVdQCdTP1P2等体过程：由热力学第一定律，有：dQdEpdVd0ApdV由理想气体内能公式2iERT2idER dT两边微分2iR dT2dQiRdTdV = 0 或 V = C海南大学大学物理电子教案2V ,miCR（理想气体摩尔定体热容）RCV23 RCV25 RCV3 单原子理想气体单原子理想气体双原子理想气体双原子理想气体多原子理想气体多原子理想气体等容过程系统与外界交换热量：1V ,mVdQCdT21TV ,mTQCdT21V ,mCTTP1P212V ,

13、mVdQiCRdT海南大学大学物理电子教案1p,mpdQCdT等压过程：dp = 0 或 p = C由热力学第一定律，有：pdQdEpdVpVO21p理想气体摩尔定压热容由理想气体状态方程：pVRT两边微分得：pdVRdT由理想气体内能公式：2iERT2idER dT两边微分2iR dTRdT2iRR dT海南大学大学物理电子教案12p,mpdQiCRRdT2p,miCRR（理想气体摩尔定压热容）pVO21等压过程系统与外界交换热量：1p,mpdQCdT21Tp,mTQCdT21p,mCTT海南大学大学物理电子教案p,mV ,mCCR（迈耶公式）（迈耶公式）p迈耶公式迈耶公式2V ,miCR2

14、p,miCRR2p,mV ,mCiCi称比热（容）比单原子分子单原子分子刚性多原子分子刚性多原子分子刚性双原子分子刚性双原子分子3i 5i 6i 32V ,mCR52V ,mCR3V ,mCR52p,mCR72p,mCR4p,mCR51 673.71 405.41 333.分子种类iV ,mCp,mC海南大学大学物理电子教案单原子分子单原子分子刚性多原子分子刚性多原子分子刚性双原子分子刚性双原子分子3i 5i 6i 32V ,mCR52V ,mCR3V ,mCR52p,mCR72p,mCR4p,mCR51 673.71 405.41 333.分子种类iV ,mCp,mC经典统计理论给出的理想气

15、体摩尔热容单原子分子气体热容与实验符合较好；单原子分子气体热容与实验符合较好；刚性双原子分子气体热容仅在常温下符合较好；刚性双原子分子气体热容仅在常温下符合较好；刚性多原子分子气体热容常温下也有较大差别。刚性多原子分子气体热容常温下也有较大差别。u要对气体热容作出完满解释，必须采用量子力学理论海南大学大学物理电子教案等体过程等体过程等压过程等压过程等温过程等温过程p-Vp-V图示图示过程方程过程方程A AE E2 2-E-E1 1摩尔热容摩尔热容Q QpVO21P1P2 pVT2V1VIoII0dp 0dT pVC0dV 2V ,miCR021V ,mCTT21p,mCTT2p,miCRR21

16、2iRTT212iRTT021p VV21RT T21VR T lnV21VR T lnV海南大学大学物理电子教案例3、计算2mol的氦气（He）在图示过程中的A与Q以及内能的变化。PVo340AA TK310BB TK330CC TK解： 等体过程AB21V ,mBAQEECTT该过程向外放热，并引起系统内能减少212 12 5310340750QEE.J 0A1312 52V,mCR. J mol K其中海南大学大学物理电子教案等压过程BC21AQEEP,mCBQCTT212CBiEER TTPVo340AA TK310BB TK330CC TK328 31 3303102.500J832

17、J528 313303102. 832500332 J海南大学大学物理电子教案课堂练习：质量为课堂练习：质量为2.8g2.8g，温度为，温度为300K300K，压强为，压强为1atm1atm的的氮气，氮气， 等压膨胀到原来的等压膨胀到原来的2 2倍。倍。求：求：氮气对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量氮气对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量 解：解：2121VVTT2600 KT 根据等压过程方程，有根据等压过程方程，有因为是双原子分子气体因为是双原子分子气体752pi,CR212iER(TT )21873 JppQC (TT )249 JAQEpVO212 858 31600300624

18、282.J海南大学大学物理电子教案10.4 绝热过程等压过程：dp=0等容过程：dV=0等温过程：dT=0绝热过程：0dQ 绝热过程系统不与外界交换热量的过程。p准静态绝热过程l能量关系QEA 0Q （绝热过程）AE 绝热过程中系统对外做功全部是以系统内能绝热过程中系统对外做功全部是以系统内能减少为代价的。减少为代价的。dAdE 或者海南大学大学物理电子教案l绝热过程方程的推导绝热过程方程的推导pVRT联立联立（1）、（2）消去消去dTdT2(i)pdViVdp dAdE 绝热过程能量关系：根据理想气体状态方程两边微分，得：2ipdVRdT （1）pdVVdpRdT（2）分量变量，两边积分得：

19、2idVdpiVp海南大学大学物理电子教案恒恒量量 pV恒恒量量恒恒量量 TpTV112idVdpiVpdVdpVplnVln pC （泊松公式）或者称理想气体绝热过程的过程方程。2ii称比热比或绝热系数其中海南大学大学物理电子教案41 333.71 405.51 673.刚性多原子分子刚性多原子分子刚性双原子分子刚性双原子分子单原子分子单原子分子2ii（比热比或绝热系数）l绝热过程曲线绝热线恒恒量量 pV可在p-V图中画绝热过程曲线P1V1P2V2海南大学大学物理电子教案绝热线与等温线比较绝热线与等温线比较膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快CpV 0 V

20、dppdVVpdVdpT CpV 01 dpVVp VpdVdpS ATASdVdpdVdp pVAAVV TP SP o绝热线绝热线等温线等温线Ap等温等温绝热绝热绝热线比等温线更陡。绝热线比等温线更陡。海南大学大学物理电子教案21dVVAp V1 12211( pVp V )l绝热过程中功的计算绝热过程中功的计算21A(EE ) 21VC (TT ) P1V1P2V2方法一：方法二：11pVp V11p VpV211 1dVVVpVV111 1211pV(VV)海南大学大学物理电子教案小结：热力学第一定律在几种常见的准静态过程中的应用依据的方程：理想气体状态方程： 理想气体的内能公式： 准

21、静态过程中的体积功公式： 热量的计算公式： 热力学第一定律：pVRT2iERT21VVApdV等容过程21V ,mQCTT等压过程21p,mQCTTQEA 海南大学大学物理电子教案例例4 4：温度为：温度为2525，压强为，压强为1atm 1atm 的的1mol 1mol 刚性双原子刚性双原子分子理想气体经等温过程体积膨胀至原来的分子理想气体经等温过程体积膨胀至原来的3 3倍。倍。求求 ：(1)(1)该过程中气体对外所作的功；该过程中气体对外所作的功； (2)(2)若气体经绝热过程体积膨胀至原来的若气体经绝热过程体积膨胀至原来的3 3倍，倍，气体对外所作的功。气体对外所作的功。 VpOV3V2

22、211ddVVVVVAp VRTV21VRT lnV解：解：(1) (1) 由等温过程可得：由等温过程可得：32 72 10 J.海南大学大学物理电子教案212iER(TT )32 2 10 J. 32 2 10 JA.将热力学第一定律应用于将热力学第一定律应用于绝热过程方程中，有绝热过程方程中，有AE 12112192 KTT(V V )(2) (2) 根据绝热过程方程，有根据绝热过程方程，有V Vp pO OV3V58 311922982.海南大学大学物理电子教案例例5:5:1mol1mol单原子理想气体单原子理想气体, ,由状态由状态a(pa(p1 1,V,V1 1) )先等压加先等压加

23、热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度，如图。后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度，如图。试求：试求： （ 1 1）状态）状态d d 的体积的体积V Vd d；（；（2 2）整个过程对外）整个过程对外所作的功所作的功; ;（3 3）整个过程吸收的热量。）整个过程吸收的热量。o oV Vp p2p2p1 1p p1 1V V1 12V2V1 1a ab bc cd d解：（解：（1 1）根据题意）根据题意daTT 又根据物态方程又根据物态方程pVRTRVpTTad11 海南大学大学物理电子教案cccp VT

24、R再根据绝热方程再根据绝热方程11 ddccVTVT1111 67 1114215 8c.dcdTV()VV. VT（2 2）先求各分过程的功）先求各分过程的功112112Vp)VV(pAab 0 bcA32cdcdcdAER(TT ) o oV Vp p2p2p1 1p p1 1V V1 12V2V1 1a ab bc cd d1 13994222aaaR( TT )RTpV1 144apVTR海南大学大学物理电子教案11211VpAAAAcdbcab o oV Vp p2p2p1 1p p1 1V V1 12V2V1 1a ab bc cd d（3 3）计算整个过程吸收的总）计算整个过程吸

25、收的总热量有两种方法：热量有两种方法：方法一方法一：根据整个过程吸：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程收的总热量等于各分过程吸收热量的和。吸收热量的和。abPbaQC (TT )52bbaa( p Vp V )52baR(TT )1 152pV1 11 1522(pVpV )海南大学大学物理电子教案bcVcbQC (TT )0 cdQo oV Vp p2p2p1 1p p1 1V V1 12V2V1 1a ab bc cd d32ccbb( p Vp V )32cbR(TT )1 13pV1 11 13422(pVpV )1 1112abbccdQQQQpV海南大学大学物理电子教案方法二：对

26、方法二：对 abcd abcd 整个过程应用热力学第一定律：整个过程应用热力学第一定律：cdabcdabcdEAQ 0 adbaETT 故故由由于于11211VpAQabcdabcd 则则o oV Vp p2p2p1 1p p1 1V V1 12V2V1 1a ab bc cd d海南大学大学物理电子教案10.5 循环过程由热力学第一定律可知，热、功之间可互相转换。我们可设计这样的一种装置，使热量转化为功；要想使热量连续不断地变为功，系统的热力学过程必须是一个循环过程；完成这种过程的装置称热机使热量连续不断地变为功的装置；在热机中被用来吸收热量并对外做功的物质称工作物质，简称工质。海南大学大学

27、物理电子教案p循环过程循环过程如果循环的各个阶段都是准静态过程，则循环过程如果循环的各个阶段都是准静态过程，则循环过程在在PV PV 图上表示为一闭合曲线。图上表示为一闭合曲线。V Vp pO O循环过程：循环过程：系统从某一状态出发，经过任意的一系列过程，最后又回到初态的整个过程。PV PV 图上一个点代表图上一个点代表一条曲线代表一条曲线代表，一个闭合曲线代表一个闭合曲线代表。海南大学大学物理电子教案 10EV Vp pO Ol准静态循环过程能量关系：(2)净功A闭合曲线包围的面积(3)热量：有些阶段吸热，有些阶段放热。Q1Q2abVpO0A12AQQ（系统对外作正功）（系统对外作正功）p

28、正循环正循环( (热机循环）热机循环）0E（Q1表吸热、Q2表放热）海南大学大学物理电子教案12AQQ12QAQ一定量的工质在一次循环过程中要从高温热库吸热，其中一部分用来对外做功，另一部分在低温热库处释放，最后工质回到原来状态热机原理。热机是把热运动的能量转化为机械能的机器。这种转变是通过工作物质完成的。热机效率：1AQ121QQQ211QQ 高温热源高温热源低温热源低温热源A2Q1Q1T2T海南大学大学物理电子教案p逆循环（逆循环（致冷循环）致冷循环）12QAQ0A（系统对外作负功）（系统对外作负功）各分过程的功能关系与正循环过程相反。整个逆循环的结果是：高温热源高温热源低温热源低温热源A

29、2Q1Q外界对系统做功，系统由低温热源处吸收热量，向高温热源处放出热量。逆向循环的致冷系数：逆向循环的致冷系数：2212QQAQQ（Q1表放热、Q2表吸热）海南大学大学物理电子教案例例6:6:奥托循环是理想汽油机循环，它由两个等容线奥托循环是理想汽油机循环，它由两个等容线与两个绝热线组成，如图所示，已知与两个绝热线组成，如图所示，已知V V1 1、V V2 2 和和 。求该热机的效率。求该热机的效率。P PV Va ab bc cd dV V1 1V V2 2Q Q2 2Q Q1 1计算，吸热计算，吸热 Q Q1 11VcbQC (TT )同理，放热同理，放热 Q Q2 22VdaQC (TT

30、 )2111dacbTTQQTT解：解：循环效率：循环效率：海南大学大学物理电子教案P PV Va ab bc cd dV V1 1V V2 2Q Q2 2Q Q1 1由绝热过程由绝热过程1112cdT VT V1112baT VT V1121VV 只决定于体积压缩比，若压缩比只决定于体积压缩比，若压缩比 7 7，=1.4 =1.4 ，则，则=55%=55%，实际只有，实际只有25%25%。两式相减，整理后得：两式相减，整理后得：112dacbTTVTTV得循环效率为：得循环效率为：2111dacbTTQQTT海南大学大学物理电子教案课堂练习：课堂练习：2mol2mol双原子分子理想气体作如图

31、所示的循双原子分子理想气体作如图所示的循环，其中环，其中bcbc为绝热过程。求：为绝热过程。求： 各态的状态参量；各态的状态参量； 一个循环中，气体吸、放热各为多少？一个循环中，气体吸、放热各为多少？ 净吸热多少？净吸热多少？ 气体在一个循环中作的净功；气体在一个循环中作的净功； 循环效率。循环效率。解题思路：如图所示，三个准静态过解题思路：如图所示，三个准静态过程中，程中，ab过程吸热，过程吸热，bc过程绝热，过程绝热，ca过程放热，利用状态方程和过程方程过程放热，利用状态方程和过程方程可求得各态的状态参量。利用基本公可求得各态的状态参量。利用基本公式可求出吸热和放热及作的功，再由式可求出吸

32、热和放热及作的功，再由效率公式计算出循环效率。效率公式计算出循环效率。海南大学大学物理电子教案解：解：双原子理想气体：双原子理想气体： 确定各态的状态参量确定各态的状态参量b b 态态: :52 026 1049 2bbp.Pa , V. L由理想气体状态方程：由理想气体状态方程：pVRT2 49 26002 0 082bbbp V.TKR. = 2 mol , i = 5 , =( i +2)/ i =1.498 2cV. Lccbbp Vp Vc c 态态: :bc bc 为绝热过程为绝热过程, , 因此因此海南大学大学物理电子教案根据根据abab过程方程，有：过程方程，有：228baaa

33、bbabppp, TTKTTp1 449 220 7698 2.bcbcV.pp.atmV.11ccbbTVTV11 4 149 260045598 2.bcbcV.TTKV.a 态态:449 27 70 10aacV. L ,pp.Pa海南大学大学物理电子教案 ab ab 过程气体吸热为：过程气体吸热为：Q Q1 1=Q=Qabab515448 82abVbabbaaQc (TT )( p Vp V ). ( J ) ca ca 过程气体放热为：过程气体放热为：713205 52capacaaccQc (TT )( p Vp V ). ( J ) 15448 8 13205 52243 3a

34、bcaQQQ. ( J )系统净吸热为：系统净吸热为：海南大学大学物理电子教案 循环效率：循环效率：12243 314 515448 8A. %Q. 气体对外作净功：气体对外作净功：由热力学第一定律，系统经过一循环过程，系统对外做的净功：2243 3AQ. J海南大学大学物理电子教案10.6 卡诺循环1824年法国青年工程师提出了一个理想循环卡诺循环。卡诺循环：是一种准静态循环，在循环过程中工质只与两个恒温热库交换热量。即循环过程中不存在散热、漏气等因素存在。即卡诺循环由两条等温线和两条绝热线组成的循环过程。以理想气体为工作物质：海南大学大学物理电子教案12341p1V2p2V3p3V4p4V

35、pV2Q1QA03224lnmolVMQRTMV2111lnmolVMQRTMV1-2 1-2 等温膨胀：吸热等温膨胀：吸热3-4 3-4 等温压缩：放等温压缩：放热热3421221111cVT lnQVQVT lnV 海南大学大学物理电子教案4-14-1和和2-32-3是绝热过程：是绝热过程：13122VT()VT14112VT()VT3214VVVV211CTT12341p1V2p2V3p3V4p4VpV2Q1QA0两式相除，得3421221111cVT lnQVQVT lnV （理想气体为工质的卡诺循环的效率）海南大学大学物理电子教案211CTT可以证明， 与工作物质无关，而且它是实际工

36、作在T1、T2之间的各种热机效率的最大值。211CTT实际热机：（1）热库并不是恒温；（2）散热、漏气时有存在；（3）进行的过程不是准静态过程。故实际热机效率比卡诺热机效率相差很多。但上式仍具有一定的实际意义。海南大学大学物理电子教案卡诺循环效率的意义：211CTT它提出了提高热机效率的途径：（1）提高高温热源的温度；（2）降低低温热源的温度；（3）尽量减少摩擦和漏热，使循环过程尽可能接近卡诺循环。（ ）（ ）海南大学大学物理电子教案例：一卡诺热机，当高温热源的温度为 127、低温热源温度为27时，其每次循环对外作净功8000 J今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净

37、功 10000 J若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求： (1) 第二个循环的热机效率； (2) 第二个循环的高温热源的温度 1211211TTTQQQQA2111TTTAQ1212TTQQ解： 海南大学大学物理电子教案ATTTATTTTTQ21212211224000 J J34000QAQAQ221%4 .29Q/A1K4251TT21第二循环吸热 海南大学大学物理电子教案（1）1212AA（2）1212AA（3）1212AA（4）1212AA答案：（4）正确c 课堂思考：一卡诺机进行如图两个循环abcda、abcda与之对应的系统对外作功分别为A1、A2 ,热机效率分别为 ， 下列表述正确的是：12、海南大学大学物理电子教案10.7 致冷循环逆循环高温热源高温热源低温热源低温热源A2Q1Qp能量关系：外界对系统做功，系统由低温热源处吸收热量，向高温热源处放出热量。12QAQ由于逆循环从低温物体处吸热，这样有可能使它的温度降低。故这种循环又称致冷循环，按这种循环工作的机器称制冷机。致冷系数：致冷系数：2212QQAQQ海南大学大学物理电子教案“冷泵”与“热泵”而从另一角度来看，所放出的热量是可以利用的，把它送到高温热源中去，又是一个“热泵”如果将机器适当如果将机器适当“换向换向”，一机就能两用！，一机就能两用！致冷机向高温热源放出热量，