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文档简介

在19世纪上半叶，人们从理论上研究如何提高热机效率。1824年，法国青年工程师卡诺，提出了一种理想热机。这种热机的工质只与两个恒温热库交换能量，并且不存在散热、漏气和摩擦等因素，称为卡诺热机，其循环称为卡诺循环。卡诺循环在理论上指出了提高热机效率的可靠途径，并由此奠定了热力学第二定律的基础。1、

卡诺循环(Carnotcycle)冷气机和热泵如果将致冷机的高温热库置于室外，而使室内空气降温，这就是通常的冷气机；反之将低温热库置于室外，而向室内供热，则叫做热泵。一台既可以用作降温、又可以供暖的制冷机就是通常所谓的（冷暖）空调机。课堂习题1：如图所示，AB、CD是绝热过程，DEA是等温过程，该过程系统放出热量100J，BEC是任意过程，以上四个过程组成一循环过程ABCDEA。若其中ECDE所包围面积为70J，EABE所包围的面积为30J。则：(1)整个循环过程（ABCDEA）中系统对外做功为

40J(2)在BEC任意过程中系统从外界吸热为

140J课堂习题2卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。以理想气体为工质，在下图中沿abcda顺时针一周，为卡诺正循环。一、卡诺热机循环1．a→b，气体等温膨胀，从高温热库吸收热量Q1，体积从V1

膨胀到V2，并对外界做正功，气体吸收的热量为：Q1Q2A2．b→c，气体绝热膨胀，体积从V2

膨胀到V3，对外界做正功，温度从T1

降至T2：3．c→d，气体等温压缩，外界对气体做功，体积从V3

压缩到V4，气体向低温热源放出热量Q2，其值为：4．d→a，气体绝热压缩，体积从V4

压缩到V1，外界对气体作功，温度从T2

回升到T1

满足下式：在整个循环中，气体对外界做的净功为：A=Q1–Q2=abcda所包围面积工作原理根据定义，卡诺热机的循环效率为：由绝热过程方程得：卡诺循环的效率关于卡诺循环的几点说明：（1）要实现卡诺循环，必须有高温和低温两个热库；（2）卡诺循环的效率只与高、低温热库的温度有关，而与工质性质无关。提高效率的途径是提高高温热库的温度或降低低温热库的温度。而通常后一种办法是不经济的。（3）由于T1=∞和T2＝0都不可能达到，因而卡诺循环的效率总是小于1的。（4）由卡诺循环可以定义热力学温标。二、卡诺致冷循环如果以理想气体为工质的卡诺循环沿adcba

逆时针方向进行，就是卡诺致冷循环，如右图所示。工作原理与前相仿，可以推导出卡诺致冷机的致冷系数为：上式表明低温热库(冷库)的温度愈低，w

愈小，这意味着要从温度愈低的低温热源中吸收热量，就需要外界作更多的功。讨论1：解答：因为是循环过程，故循环一周后，ΔE=0。又ab和cd均为等温过程，故ΔE=0；

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