1、10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律系統(tǒng)或工作物質(zhì)系統(tǒng)或工作物質(zhì)(簡(jiǎn)稱工質(zhì)簡(jiǎn)稱工質(zhì))，經(jīng)歷一系列變化后又回到，經(jīng)歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個(gè)過程叫初始狀態(tài)的整個(gè)過程叫循環(huán)循環(huán)過程過程，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱循環(huán)循環(huán)。循環(huán)為準(zhǔn)靜態(tài)過程，在狀態(tài)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。圖中對(duì)應(yīng)閉合曲線。在在P-V圖圖VP10.3.1 循環(huán)過程循環(huán)過程10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律A=Q1 - Q20系統(tǒng)對(duì)外作凈功系統(tǒng)對(duì)外作凈功正循環(huán)過程對(duì)應(yīng)正循環(huán)過程對(duì)應(yīng)熱機(jī)熱機(jī)1 正循環(huán)正循環(huán) 順時(shí)針方向順時(shí)針方向的循環(huán)的循環(huán) 在在P-V圖圖VP正循環(huán)正循環(huán)一般從高溫?zé)釒?kù)吸

2、熱一般從高溫?zé)釒?kù)吸熱Q1，向低溫?zé)釒?kù)放熱，向低溫?zé)釒?kù)放熱Q210-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律Working substance is water10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律2 逆循環(huán)逆循環(huán) 反時(shí)針反時(shí)針方向的循環(huán)方向的循環(huán). 一般從低溫?zé)釒?kù)吸熱，一般從低溫?zé)釒?kù)吸熱， 向高溫?zé)釒?kù)放熱向高溫?zé)釒?kù)放熱在在P-V圖圖逆循環(huán)逆循環(huán)VP逆循環(huán)過程對(duì)應(yīng)逆循環(huán)過程對(duì)應(yīng)制冷機(jī)制冷機(jī)(refrigerator)10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律家家用用電電冰冰箱箱循循環(huán)環(huán)家家家家用用用

3、用電電電電冰冰冰冰箱箱箱箱循循循循環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)散熱器散熱器冷凍室冷凍室蒸發(fā)器蒸發(fā)器節(jié)節(jié)流流閥閥儲(chǔ)儲(chǔ)液液器器壓壓縮縮機(jī)機(jī)200C10atm3atm700C100C2QQ112A高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩吹蜏責(zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碤Q( (冷凍室冷凍室) )( (周圍環(huán)境周圍環(huán)境) )氟氟利利昂昂氨氨A外外例例: :電冰箱的工作原理電冰箱的工作原理 ：氨：氨 、氟利昂、氟利昂10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律AaB為膨脹過程：為膨脹過程：AaBbA為壓縮過程：為壓縮過程：-AbPVBAbaPBVBPAVA凈功：abAAA在一個(gè)正循環(huán)過程中，系在

4、一個(gè)正循環(huán)過程中，系統(tǒng)所作的凈功在數(shù)值上等統(tǒng)所作的凈功在數(shù)值上等于于P-V 圖上循環(huán)曲線所包圖上循環(huán)曲線所包圍的面積。圍的面積。3. 熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率 (efficiency)循環(huán)效率定義為：循環(huán)效率定義為：1AQ121QQ10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律T 低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩锤邷責(zé)嵩锤邷責(zé)嵩碅1Q2Q4. 逆循環(huán)的致冷系數(shù)逆循環(huán)的致冷系數(shù)2122QQQAQw10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律1824年，法國(guó)青年科學(xué)家卡諾年，法國(guó)青年科學(xué)家卡諾*（N. L. S. Carnot, 1796 1832）發(fā)表了他）發(fā)表了他關(guān)于熱機(jī)效率的理論。為提高熱

5、機(jī)關(guān)于熱機(jī)效率的理論。為提高熱機(jī)效率指明方向。效率指明方向?？ㄖZ循環(huán)卡諾循環(huán)談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器。談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器。10.3.2 幾個(gè)特殊的循環(huán)過程幾個(gè)特殊的循環(huán)過程10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 由兩條絕熱線和兩條等溫線構(gòu)成由兩條絕熱線和兩條等溫線構(gòu)成 (為雙熱源循環(huán)為雙熱源循環(huán))10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律2T1T1 卡諾循環(huán)的效率卡諾循環(huán)的效率A1Q2Q低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?1T2T高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?bcadPOV1Q2Q10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律PO1p2p

6、4p3p1V2V3V4VVabcd1Q2T2Q1T12TTbc2234lnQRTVVcdd0T da21TTab1121lnQRTV Vd0T 0Q0Q吸收熱量吸收熱量放出熱量放出熱量10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律1、12,TT12、221111QTAQQT 1212QQTT11321241122134,V VT TV VT TV VV V122112ln()AQQRV VTT11321241122134,V VT TV VT TV VV V1121lnQRTV V2234lnQRTVV說明說明10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律2 逆向卡諾循環(huán)（

7、卡諾制冷機(jī)）的制冷系數(shù)逆向卡諾循環(huán)（卡諾制冷機(jī)）的制冷系數(shù)2TwA1Q2Q 低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?1T2T高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?2122122TTTQQQAQw10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律奧托四沖程熱機(jī)四沖程圖：奧托四沖程熱機(jī)四沖程圖：abcdea1） 吸氣吸氣 a b等壓等壓c2） 壓縮壓縮b絕熱絕熱3） 等容燃燒等容燃燒等容等容dc爆炸爆炸絕熱絕熱ed作功作功5） 排氣排氣babe等容等容等壓等壓VVVPbde0ca定義壓縮比：定義壓縮比：0VrV4） 爆炸作功爆炸作功3 Otto cycle10-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定律例例: 奧托循環(huán)由兩條絕熱線和兩條等奧托循環(huán)由兩條絕熱線和兩條等容容線構(gòu)成，求效線構(gòu)成，求效率。率。PVabcdV1V2Q2Q1計(jì)算計(jì)算Q1同理同理2111dacbTTQQTT bcmVTTCQ,1admVTTCQ,210-3 10-3 循環(huán)過程循環(huán)過程第10章 熱力學(xué)定