卡諾與逆卡諾循環(huán)

1、2021/3/111 循環(huán)過程循環(huán)過程物質(zhì)系統(tǒng)經(jīng)物質(zhì)系統(tǒng)經(jīng) 歷一系列狀態(tài)變化過程又歷一系列狀態(tài)變化過程又 回到初始狀態(tài)，稱這一周回到初始狀態(tài)，稱這一周 而復(fù)始的變化過程為循環(huán)而復(fù)始的變化過程為循環(huán) 過程。過程。 熱機熱機持續(xù)不斷地將熱轉(zhuǎn)換為功的裝置。持續(xù)不斷地將熱轉(zhuǎn)換為功的裝置。 工質(zhì)工質(zhì)在熱機中參與熱功轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。在熱機中參與熱功轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)。 循環(huán)過程的特點循環(huán)過程的特點經(jīng)一個循環(huán)后系統(tǒng)的內(nèi)經(jīng)一個循環(huán)后系統(tǒng)的內(nèi) 能不變。即能不變。即E=0 凈功凈功 A = 循環(huán)過程曲線所包圍的面積循環(huán)過程曲線所包圍的面積 P V 0 A a =QQ 1 2 2 1 Q Q 一、循環(huán)過程一、循環(huán)過程

2、2021/3/112 循環(huán)過程順時針方向循環(huán)過程順時針方向 循環(huán)過程逆時針方向循環(huán)過程逆時針方向 系統(tǒng)對外作正功系統(tǒng)對外作正功 A0 外界對系統(tǒng)作功外界對系統(tǒng)作功 A0 系統(tǒng)放熱系統(tǒng)放熱 Q=A0 PP VV A =S綠色A =S紅色 2021/3/113 a b c d VV V P T VV 2 0 2 2 1 1 314 T Q1 1 A QQ Q = = 2 2 1 1 Q Q 1 = Q Q 二、卡諾循環(huán)二、卡諾循環(huán) A Q Q Q Q 1 2 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?2021/3/114 1 1 22 2 AA 高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?P V 0 致冷系數(shù)：

3、致冷系數(shù)： w T T Q w = = Q Q Q Q Q 2 對于卡諾循環(huán)對于卡諾循環(huán) 12 卡諾機之卡諾機之致冷系數(shù)為：致冷系數(shù)為： T w 的數(shù)值區(qū)間的數(shù)值區(qū)間 ()0, 8 低溫?zé)嵩礈囟仍降蜏夭钤酱螅吕湎禂?shù)越小。低溫?zé)嵩礈囟仍降蜏夭钤酱?，致冷系?shù)越小。 2 三、致冷循環(huán)三、致冷循環(huán)逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán) T T = 22 Q Q1 1 = 1 1 2021/3/115 例例：可逆熱機的效率為：可逆熱機的效率為 ，若將此熱機按原，若將此熱機按原 循環(huán)逆向運行而作為致冷機，求：循環(huán)逆向運行而作為致冷機，求：(1)該致冷該致冷 機的致冷系數(shù)；機的致冷系數(shù)；(2) 在致冷循環(huán)中，當(dāng)輸入功在致冷

4、循環(huán)中，當(dāng)輸入功 為為 450 kJ 時，該致冷機從低溫?zé)嵩吹奈鼰釙r，該致冷機從低溫?zé)嵩吹奈鼰?Q2和向高溫?zé)嵩吹姆艧岷拖蚋邷責(zé)嵩吹姆艧?Q1 。 解：解：(1) = 1/ - 1 = 1/0.25 - 1 = 3 (2) 因因 = Q2 /A，故，故 Q2 = A = 3 450 kJ = 1350 kJ Q1 = Q2 + A = 1350 + 450 = 1800 kJ 2021/3/116 T T 1 2 不可逆不可逆 可逆可逆 = 卡諾卡諾 1 T2 1 可逆可逆 = 1 T 1. 工作于高溫?zé)嵩垂ぷ饔诟邷責(zé)嵩?1 2 T 之間的一切可逆機的效率都相等，都為：之間的一切可逆機的效率都相等，都為： 及低溫?zé)嵩醇暗蜏責(zé)嵩碩 四、卡諾定理四、卡諾定理 2. 對于一切不可逆機（實際熱機）有：對于一切不可逆機（實際熱機）有： 卡諾定理的意義：它指出了卡諾定理的意義：它指出了提高熱機效率提高熱機效率 的方向：的方向： 1. 使不可逆機盡量接近可逆機使不可逆機盡量接近可逆機； 2. 提