高二物理竞赛循环过程课件

过程特征过程方程AΔEQ气体摩尔热容等体等压等温绝热多方V=CA=0P=CT=CdE=0dQ=00引言：

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.循环过程的提出是18世纪研究如何将热转换为功的问题上提出来的，表面上看，似乎等温膨胀最理想。（)即从外界吸收热全部变为功。这种想法如何呢？事实上说明这种办法不行。AB1）气缸长度是有限的，膨胀不可能无限制地进行下去。2）即使气缸可以做得无限长，但当气缸内压强与外界一致时，膨胀也将停止。大量事实证明；要连续地把热转换为功只有利用循环过程。热机---通过循环过程不断把热转换为功的机器。恒温体A

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物质系统经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程，简称循环。循环工作的物质称为工作物质，简称工质。若循环的每一阶段都是准静态过程，则此循环可用p-V

图上的一条闭合曲线表示。一、循环过程及其特征1、循环过程ABAB循环过程的特点：E=02、循环过程的分类沿顺时针方向进行的循环称为正循环(热机的基本工作过程)。在正循环中，系统对外界作正功ABAB工质在整个循环过程中对外所作的功等于各个过程中功的代数和在P－V图中，即为循环过程中曲线所围的面积Sacbda沿反时针方向进行的循环称为逆循环。制冷机的基本工作过程在逆循环中，外界对系统作功ABAB整个循环过程所吸收的净热量工质从外界吸收热量的总和为放给外界的热量总和为整个循环过程所吸收的净热量由热一律：热机:通过工质使热量不断转换为功的机器。二、循环的效率热机效率1、热机(正循环)的效率ABAB2、致冷机（逆循环）的致冷系数工质对外作负功致冷系数整个循环过程工质从外界吸收热量的总和为Q2放给外界的热量总和为Q1ABAB卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成.三卡诺循环

AABCD

1824年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环—卡诺循环.给出了热机效率的理论极限值;他还提出了著名的卡诺定理.低温热源高温热源卡诺热机（1）AB：等温膨胀。与温度为T1的高温热源接触，T1不变,体积由V1膨胀到V2分析：从热源吸收热量为:A(P1、V1、T1)B(P2、V2、T1)从高温热源吸收的热量全部用来作功AABCD（2）BC：绝热膨胀，体积由V2变到V3，吸热为零。B(P2、V2、T1)B(P3、V3、T2)在此过程中，内能的减少全部用来作功AABCD（3）CD：等温压缩，与温度为T2的低温热源接触,T2不变，体积由V3压缩到V4，向热源放热为:C(P3、V3、T2)D(P4、V4、T2)（4）DA：绝热压缩，体积由V4变到V1，放热为零（5）总效果：从高温热源吸收热量Q1，向低温热源放热Q2，对外作净功4、卡诺循环的效率由热机效率的定义：对绝热线BC和DA：AABCD说明：（1）完成一次卡诺循环必须有温度一定的高温和低温热源（2）卡诺循环的效率只与两个热源温度有关（3）卡诺循环效率总小于1（4）在相同高温热源和低温热源之间的工作的一切热机中，卡诺循环的效率最高。AABCD卡诺制冷机（卡诺逆循环）卡诺制冷机制冷系数高温热源低温热源卡诺制冷机致冷系数AABCD图中两卡诺循环吗？讨论五、几种循环过程1、奥托循环（两个等容过程和两个绝热过程）Q1Q2等容过程Q1＝E>02、等容绝热等压过程Q1＝E>0绝热Q＝E＋A<0等容过程Q＝-E<04、等压等容过程Q11Q12Q21Q22Q1＝Q11＋Q12Q2＝Q21＋Q223、等容等温等压过程Q11等温Q12Q2Q1＝Q11＋Q125、Q1等温Q2绝热总结：各个过程的吸热和放热的情况等温：等温膨胀吸热等温压缩放热等压：等压膨胀吸热等压压缩放热等容：等容升压吸热等压减压放热例11mol氧气作如图所示的循环.求循环效率.解:Q1＝QabQ2＝|Qbc|+|Qca|QpVpV000等温abc02VQQcaabbc2p0例2、一卡诺热机，T1＝400K，T2＝300K，在一个循环过程中的净功为A＝800J，现低温不变，使高温提高，循环一次A＝10000J，进行二次循环，又两循环在相同的绝热线之间求（1）第二次时，向低温放的热（2）第二次循环的效率s（3）二次循环高温热源的温度