5循环过程.ppt

1、1,上次课主要内容,热力学第一定律,2,例、一汽缸内储有10 mol 单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J，气体升温1K，此过程中气体内能增量是多少？外界传给气体的热量是多少？,解：,(1) Ea Eb,(2) Aab 0,(3) Qab 0,(4) 以上结论都不对,3,例、一定量的理想气体经历acb过程时吸热500J，则经历acbda过程时，吸热为：,解：气体经历 acbda过程,4,例、一绝热容器，若中间以隔板隔开，左半部分充满理想气体，其压强为P0，容积为V0，右半部分是是真空，容积为V0。 (1) 当抽开隔板达到平衡后，求终态压强P1 (2) 隔板换成活塞，让它非常缓慢地向

2、右移动至终态容积为2V0时，求终态压强P2,解：,(1)气体绝热自由膨胀,(2) 该过程中气体绝热膨胀,解得：,据绝热过程方程，应有:,非静态过程,5,例：一定的理想气体从体积为V的初状态，变到体积为2V的末状态，则不论经历什么过程，系统必然对外作正功。（ ）,不对,绝热自由膨胀？,例：绝热自由膨胀过程内能(改变、不变)_,不变,循环过程：系统经过一系列状态变化以后，又回到原来状态的过程。,循环特征：系统经历一个循环之后,内能不改变。,正循环(顺时针)-热机,6-3 循环过程 卡诺循环,一 、循环过程,正循环,循环为准静态过程，在状态图中对应闭合曲线,6,高温热源,高温高压蒸汽,低温热源,气缸

3、,给水泵,发电厂蒸汽动力循环示意图,7,8,定义：,热机效率 ,由热力学第一定律：,从高温热库吸热Q1 ,对外作净功A ,向低温热库放热Q2,正循环过程对应热机：,9,1824年 法国工程师 卡诺,由四个准静态过程构成：,(1)汽缸从高温恒温热源吸热，气体等温膨胀,(2)汽缸绝热，气体绝热膨胀,(3)汽缸向低温恒温热源放热，气体等温压缩,(4)汽缸绝热，气体绝热压缩至初态,系统完成一次循环,理想循环，热力学第二定律证明其效率最大,卡诺循环,二、 卡诺循环,10,ab 等温膨胀过程,bc 绝热膨胀过程,cd 等温压缩过程,da 绝热压缩过程,卡诺循环循环效率,T1为高温热源温度 T2为低温热源温

4、度,11,说明：,1.完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源,2.效率只与两热源的温度有关,3.1,4.卡诺循环的理论意义,定义热力学温标,利用任何进行卡诺循环的工质与高低温热库所交换的热量之比来量度两热库的温度,卡诺热机,一般热机,12,放热,解：,同样可得：,例:1mol 氢气作如图所示的循环过程 1.判别各过程热量的符号；2.计算此循环之效率,1.,吸热,放热,吸热,13,2.,逆循环(逆时针)-致冷机,逆循环,14,三、 制冷循环,15,定义：,致冷系数w,从低温热库吸热Q2，向高温热库放热Q1 ，外界对工质作功A,对以理想气体为工质的卡诺致冷循环：,例题6-4 有一卡诺制冷机，从温

5、度为-100C的冷藏室吸取热量，而向温度为200C的物体放出热量。设该制冷机所耗功率为15kW，问每分钟从冷藏室吸取热量为多少？,所以每分钟作功从冷藏室中吸取的热量为,解:,16,T1=293K, T2=263K,17,例:pV图中AC曲线代表一绝热曲线，MN曲线代表一等温过程,问：任一过程AB是吸热还是放热？,吸热,18,例：图中MN为某理想气体的绝热曲线，ABC是任意过程，箭头表示过程进行的方向，ABC过程结束后气体的温度(增加、减小或不变)_；气体所吸收的热量为(正、负或零)_,减小,负,19,例：有两个卡诺机分别使用同一个低温热库，但高温热库的温度不同。在p-V图上，它们的循环曲线所包围的面积相等，它们对外所做的净功是否相同？热循环效率是否相同？,相同,不相同,20,例、有一卡诺循环，当热源温度为100 oC，冷却器温度为0 oC时，一循环作净功8000J，今维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增为10000J。若此两