5循環(huán)過程.ppt

1、1,上次課主要內(nèi)容,熱力學(xué)第一定律,2,例、一汽缸內(nèi)儲(chǔ)有10 mol 單原子分子理想氣體，在壓縮過程中外界作功209J，氣體升溫1K，此過程中氣體內(nèi)能增量是多少？外界傳給氣體的熱量是多少？,解：,(1) Ea Eb,(2) Aab 0,(3) Qab 0,(4) 以上結(jié)論都不對(duì),3,例、一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時(shí)吸熱500J，則經(jīng)歷acbda過程時(shí)，吸熱為：,解：氣體經(jīng)歷 acbda過程,4,例、一絕熱容器，若中間以隔板隔開，左半部分充滿理想氣體，其壓強(qiáng)為P0，容積為V0，右半部分是是真空，容積為V0。 (1) 當(dāng)抽開隔板達(dá)到平衡后，求終態(tài)壓強(qiáng)P1 (2) 隔板換成活塞，讓它非常緩慢地向

2、右移動(dòng)至終態(tài)容積為2V0時(shí)，求終態(tài)壓強(qiáng)P2,解：,(1)氣體絕熱自由膨脹,(2) 該過程中氣體絕熱膨脹,解得：,據(jù)絕熱過程方程，應(yīng)有:,非靜態(tài)過程,5,例：一定的理想氣體從體積為V的初狀態(tài)，變到體積為2V的末狀態(tài)，則不論經(jīng)歷什么過程，系統(tǒng)必然對(duì)外作正功。（ ）,不對(duì),絕熱自由膨脹？,例：絕熱自由膨脹過程內(nèi)能(改變、不變)_,不變,循環(huán)過程：系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化以后，又回到原來狀態(tài)的過程。,循環(huán)特征：系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)之后,內(nèi)能不改變。,正循環(huán)(順時(shí)針)-熱機(jī),6-3 循環(huán)過程 卡諾循環(huán),一 、循環(huán)過程,正循環(huán),循環(huán)為準(zhǔn)靜態(tài)過程，在狀態(tài)圖中對(duì)應(yīng)閉合曲線,6,高溫?zé)嵩?高溫高壓蒸汽,低溫?zé)嵩?氣缸

3、,給水泵,發(fā)電廠蒸汽動(dòng)力循環(huán)示意圖,7,8,定義：,熱機(jī)效率 ,由熱力學(xué)第一定律：,從高溫?zé)釒?kù)吸熱Q1 ,對(duì)外作凈功A ,向低溫?zé)釒?kù)放熱Q2,正循環(huán)過程對(duì)應(yīng)熱機(jī)：,9,1824年 法國(guó)工程師 卡諾,由四個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程構(gòu)成：,(1)汽缸從高溫恒溫?zé)嵩次鼰?，氣體等溫膨脹,(2)汽缸絕熱，氣體絕熱膨脹,(3)汽缸向低溫恒溫?zé)嵩捶艧?，氣體等溫壓縮,(4)汽缸絕熱，氣體絕熱壓縮至初態(tài),系統(tǒng)完成一次循環(huán),理想循環(huán)，熱力學(xué)第二定律證明其效率最大,卡諾循環(huán),二、 卡諾循環(huán),10,ab 等溫膨脹過程,bc 絕熱膨脹過程,cd 等溫壓縮過程,da 絕熱壓縮過程,卡諾循環(huán)循環(huán)效率,T1為高溫?zé)嵩礈囟?T2為低溫?zé)嵩礈?/p>

4、度,11,說明：,1.完成一次卡諾循環(huán)必須有高溫和低溫兩個(gè)熱源,2.效率只與兩熱源的溫度有關(guān),3.1,4.卡諾循環(huán)的理論意義,定義熱力學(xué)溫標(biāo),利用任何進(jìn)行卡諾循環(huán)的工質(zhì)與高低溫?zé)釒?kù)所交換的熱量之比來量度兩熱庫(kù)的溫度,卡諾熱機(jī),一般熱機(jī),12,放熱,解：,同樣可得：,例:1mol 氫氣作如圖所示的循環(huán)過程 1.判別各過程熱量的符號(hào)；2.計(jì)算此循環(huán)之效率,1.,吸熱,放熱,吸熱,13,2.,逆循環(huán)(逆時(shí)針)-致冷機(jī),逆循環(huán),14,三、 制冷循環(huán),15,定義：,致冷系數(shù)w,從低溫?zé)釒?kù)吸熱Q2，向高溫?zé)釒?kù)放熱Q1 ，外界對(duì)工質(zhì)作功A,對(duì)以理想氣體為工質(zhì)的卡諾致冷循環(huán)：,例題6-4 有一卡諾制冷機(jī)，從溫

5、度為-100C的冷藏室吸取熱量，而向溫度為200C的物體放出熱量。設(shè)該制冷機(jī)所耗功率為15kW，問每分鐘從冷藏室吸取熱量為多少？,所以每分鐘作功從冷藏室中吸取的熱量為,解:,16,T1=293K, T2=263K,17,例:pV圖中AC曲線代表一絕熱曲線，MN曲線代表一等溫過程,問：任一過程AB是吸熱還是放熱？,吸熱,18,例：圖中MN為某理想氣體的絕熱曲線，ABC是任意過程，箭頭表示過程進(jìn)行的方向，ABC過程結(jié)束后氣體的溫度(增加、減小或不變)_；氣體所吸收的熱量為(正、負(fù)或零)_,減小,負(fù),19,例：有兩個(gè)卡諾機(jī)分別使用同一個(gè)低溫?zé)釒?kù)，但高溫?zé)釒?kù)的溫度不同。在p-V圖上，它們的循環(huán)曲線所包圍的面積相等，它們對(duì)外所做的凈功是否相同？熱循環(huán)效率是否相同？,相同,不相同,20,例、有一卡諾循環(huán)，當(dāng)熱源溫度為100 oC，冷卻器溫度為0 oC時(shí)，一循環(huán)作凈功8000J，今維持冷卻器溫度不變，提高熱源溫度，使凈功增為10000J。若此兩