第九章热力学2

热机：持续地将热量转变为功的机器.工作物质（工质）：热机中被利用来吸取热量并对外做功的物质.锅炉冷却器水泵气缸AQ1Q2

蒸汽机工作简图

一循环过程系统由某一状态动身，经过一系列变更过程后又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程：pOV

12V1V2特点：Vp~曲线为闭合曲线

îíì为致冷机的循环过程负循环逆时针为热机的循环过程正循环顺时针,,

pOV

12正循环pOV

负循环依据热力学第确定律a→b系统吸取热量，系统对外作功b→a系统放出热量，外界对系统外作功ab

系统对外界作功W1>0外界对系统作功W2<0（1）+（2）1.正循环ab

闭合曲线所包围的面积就等于净功净功所以称为正循环Q：系统循环一周净吸取热量热机

热机效率热机效率高温热源低温热源ab答案B1.所列四图分别表示理想气体的四个设想的循环过程．请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号．随堂小议2.已知确定量的志向气体经验p－T图上所示的循环过程，图中各过程的吸热、放热状况为：(1)过程1－2中，气体_________(2)过程2－3中，气体_________(3)过程3－1中，气体_________吸热放热放热1423

例11mol

氦气经过如图所示的循环过程，其中,求1—2、2—3、3—4、4—1各过程中气体吸收的热量和热机的效率.解由理想气体物态方程得14231423净功热机效率ab二致冷循环（不要求）

依据热力学第确定律b→a系统放出热量，外界对系统作功a→b系统吸取热量，系统对外界作功（1）+（2）

外界对系统作功A1<0萨迪·卡诺(SadiCarnot)（1796～1832）法国青年工程师、热力学的创始人之一。第一个把热和动力联系起来的人，是热力学的真正的理论基础建立者。他精彩地、创建性地用“志向试验”的思维方法，提出了最简洁，但有重要理论意义的热机循环——卡诺循环三

卡诺循环

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.1.卡诺循环

低温热源高温热源卡诺热机WabcdWabcd志向气体卡诺循环热机效率的计算

a—b

等温膨胀

b—c

绝热膨胀

c—d

等温压缩

d—a

绝热压缩卡诺循环a—b等温膨胀吸热c—d

等温压缩放热Wabcd

d—a

绝热过程b—c

绝热过程

卡诺热机效率Wabcd

卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高.

1.有人设计一台卡诺热机(可逆的)．每循环一次可从400K的高温热源吸热1800J，向300K的低温热源放热800J．同时对外作功1000J，这样的设计是(A)可以的，符合热力学第确定律．(B)可以的，符合热力学其次定律．(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量．(D)不行的，这个热机的效率超过理论值．答案D随堂小议答案D2.如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA进行,第二个沿进行，这两个循环的效率的关系及这两个循环所作的净功W1和W2的关系是(A),W1=W2(B),W1=W2．(C),W1>W2．(D),W1<W2．例1.1mol志向气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的）,在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3，终止体积为V2=0.005m3，试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸取的热量Q1(2)气体所作的净功W；(3)气体传给低温热源的热量Q2解(1)Wabcd(2)(3)例2.一卡诺循环的热机，高温热源温度是400K．每一循环从今热源吸进100J热量并向一低温热源放出80J热量．求：(1)低温热源温度；