第九章熱力學(xué)2

熱機(jī)：持續(xù)地將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臋C(jī)器.工作物質(zhì)（工質(zhì)）：熱機(jī)中被利用來(lái)吸取熱量并對(duì)外做功的物質(zhì).鍋爐冷卻器水泵氣缸AQ1Q2

蒸汽機(jī)工作簡(jiǎn)圖

一循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)由某一狀態(tài)動(dòng)身，經(jīng)過(guò)一系列變更過(guò)程后又回到原來(lái)的狀態(tài)，這樣的過(guò)程稱(chēng)為循環(huán)過(guò)程：pOV

12V1V2特點(diǎn)：Vp~曲線為閉合曲線

?íì為致冷機(jī)的循環(huán)過(guò)程負(fù)循環(huán)逆時(shí)針為熱機(jī)的循環(huán)過(guò)程正循環(huán)順時(shí)針,,

pOV

12正循環(huán)pOV

負(fù)循環(huán)依據(jù)熱力學(xué)第確定律a→b系統(tǒng)吸取熱量，系統(tǒng)對(duì)外作功b→a系統(tǒng)放出熱量，外界對(duì)系統(tǒng)外作功ab

系統(tǒng)對(duì)外界作功W1>0外界對(duì)系統(tǒng)作功W2<0（1）+（2）1.正循環(huán)ab

閉合曲線所包圍的面積就等于凈功凈功所以稱(chēng)為正循環(huán)Q：系統(tǒng)循環(huán)一周凈吸取熱量熱機(jī)

熱機(jī)效率熱機(jī)效率高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碼b答案B1.所列四圖分別表示理想氣體的四個(gè)設(shè)想的循環(huán)過(guò)程．請(qǐng)選出其中一個(gè)在物理上可能實(shí)現(xiàn)的循環(huán)過(guò)程的圖的標(biāo)號(hào)．隨堂小議2.已知確定量的志向氣體經(jīng)驗(yàn)p－T圖上所示的循環(huán)過(guò)程，圖中各過(guò)程的吸熱、放熱狀況為：(1)過(guò)程1－2中，氣體_________(2)過(guò)程2－3中，氣體_________(3)過(guò)程3－1中，氣體_________吸熱放熱放熱1423

例11mol

氦氣經(jīng)過(guò)如圖所示的循環(huán)過(guò)程，其中,求1—2、2—3、3—4、4—1各過(guò)程中氣體吸收的熱量和熱機(jī)的效率.解由理想氣體物態(tài)方程得14231423凈功熱機(jī)效率ab二致冷循環(huán)（不要求）

依據(jù)熱力學(xué)第確定律b→a系統(tǒng)放出熱量，外界對(duì)系統(tǒng)作功a→b系統(tǒng)吸取熱量，系統(tǒng)對(duì)外界作功（1）+（2）

外界對(duì)系統(tǒng)作功A1<0薩迪·卡諾(SadiCarnot)（1796～1832）法國(guó)青年工程師、熱力學(xué)的創(chuàng)始人之一。第一個(gè)把熱和動(dòng)力聯(lián)系起來(lái)的人，是熱力學(xué)的真正的理論基礎(chǔ)建立者。他精彩地、創(chuàng)建性地用“志向試驗(yàn)”的思維方法，提出了最簡(jiǎn)潔，但有重要理論意義的熱機(jī)循環(huán)——卡諾循環(huán)三

卡諾循環(huán)

卡諾循環(huán)是由兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)等溫過(guò)程和兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過(guò)程組成.1.卡諾循環(huán)

低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機(jī)WabcdWabcd志向氣體卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的計(jì)算

a—b

等溫膨脹

b—c

絕熱膨脹

c—d

等溫壓縮

d—a

絕熱壓縮卡諾循環(huán)a—b等溫膨脹吸熱c—d

等溫壓縮放熱Wabcd

d—a

絕熱過(guò)程b—c

絕熱過(guò)程

卡諾熱機(jī)效率Wabcd

卡諾熱機(jī)效率與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)，只與兩個(gè)熱源的溫度有關(guān)，兩熱源的溫差越大，則卡諾循環(huán)的效率越高.

1.有人設(shè)計(jì)一臺(tái)卡諾熱機(jī)(可逆的)．每循環(huán)一次可從400K的高溫?zé)嵩次鼰?800J，向300K的低溫?zé)嵩捶艧?00J．同時(shí)對(duì)外作功1000J，這樣的設(shè)計(jì)是(A)可以的，符合熱力學(xué)第確定律．(B)可以的，符合熱力學(xué)其次定律．(C)不行的，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃浚?D)不行的，這個(gè)熱機(jī)的效率超過(guò)理論值．答案D隨堂小議答案D2.如圖表示的兩個(gè)卡諾循環(huán)，第一個(gè)沿ABCDA進(jìn)行,第二個(gè)沿進(jìn)行，這兩個(gè)循環(huán)的效率的關(guān)系及這兩個(gè)循環(huán)所作的凈功W1和W2的關(guān)系是(A),W1=W2(B),W1=W2．(C),W1>W2．(D),W1<W2．例1.1mol志向氣體在T1=400K的高溫?zé)嵩磁cT2=300K的低溫?zé)嵩撮g作卡諾循環(huán)（可逆的）,在400K的等溫線上起始體積為V1=0.001m3，終止體積為V2=0.005m3，試求此氣體在每一循環(huán)中(1)從高溫?zé)嵩次〉臒崃縌1(2)氣體所作的凈功W；(3)氣體傳給低溫?zé)嵩吹臒崃縌2解(1)Wabcd(2)(3)例2.一卡諾循環(huán)的熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟仁?00K．每一循環(huán)從今熱源吸進(jìn)100J熱量并向一低溫?zé)嵩捶懦?0J熱量．求：(1)低溫?zé)嵩礈囟龋?/p>