循环过程卡诺循环ppt课件.ppt

《循环过程卡诺循环ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环过程卡诺循环ppt课件.ppt（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页一、循环过程一、循环过程POVMNABCDW一个热力学系统由某一一个热力学系统由某一平衡态出发，经过任意过程平衡态出发，经过任意过程又回到初态，这样的过程称又回到初态，这样的过程称为为循环过程循环过程，简称，简称循环循环。 循环工作的物质称为循环工作的物质称为工工作物质作物质，简称，简称工质工质。 热力学第一定律热力学第一定律WQ ABCDSQQQW21净功净功0E特征特征总吸热总吸热1Q（取绝对值）取绝对值）总放热总放热2Q上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页二、热机及其效率二、热机及其效率POVMNABCD

2、W热机效率热机效率1212111QQQQQQW热机（热机（正正循环）循环）0W上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页【例题例题85】计算汽油机的效率。汽油机是内燃】计算汽油机的效率。汽油机是内燃机的一种。内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高机的一种。内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。压气体，推动活塞并输出动力的机械。1872年年，德国，德国工程师奥托（工程师奥托（N.A.Otto，18321891）研制成功了第）研制成功了第一台四冲程活塞式煤气内燃机。一台四冲程活塞式煤气内燃机。1883年年，德国人戴姆，德国人戴姆勒（勒（G.Daimler，1834190

3、0）成功地制造出了第一）成功地制造出了第一台汽油内燃机。台汽油内燃机。奥托循环由吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程奥托循环由吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程和排气过程这四个冲程构成（图和排气过程这四个冲程构成（图815）。）。 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页ab：等压过程：等压过程bc：绝热过程：绝热过程cd：等容过程：等容过程de：绝热过程绝热过程eb：等容过程等容过程图图813 奥托循环奥托循环POP0V0VVabedcQ1Q2上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页单缸四冲程汽油机构造图单缸四冲程汽油机构造图上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页 解解: cd过程吸热为过程吸热

4、为:)(mol1cdVTTCMMQeb过程放热为过程放热为:)(mol2beVTTCMMQcdbeTTTTQQ 1112 所以，循环效率为所以，循环效率为:又过程又过程de和和bc有如下关系有如下关系:101 VTVTde101 VTVTcb图图815 奥托循环奥托循环POP0V0VVabedcQ1Q2上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页101VTVTde101VTVTcb101)()(VTTVTTcdbe10VVTTTTcdbecdbeTTTTQQ11121101111rVVr : 压缩比压缩比上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页三、致冷机三、致冷机POVMNABCWD致冷机致冷系数

5、致冷机致冷系数2122QQQWQ致冷机（致冷机（逆逆循环）循环）0W上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页散热器冷冻室蒸发器节流阀储液器压缩机20C10atm3atmQ2W(冷冻室)(周围环境)氟利昂-10C70CQ1高温热源低温热源Q2Q1家用电冰箱工作原理图家用电冰箱工作原理图上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页四、卡诺循环四、卡诺循环 1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两两热源之间的热源之间的理想理想循环循环 卡诺卡诺循环。循环。 给出了热机效率的给出了热机效率的理论极限值。理论极限值。ab：等温膨胀，吸热：等温膨胀，吸热 ；bc：

6、绝热膨胀；绝热膨胀；1Qcd：等温压缩，放热：等温压缩，放热 ；2Qda：绝热压缩。：绝热压缩。两个等温过程两个等温过程两个绝热过程两个绝热过程VOP2TW1Tabcd1P2P4P3P1V4V2V3V21TT 2Q1Q上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页VOP2TW1Tabcd1P2P4P3P1V4V2V3V21TT 2Q1Q低温热源低温热源2T高温热源高温热源1T卡诺热机卡诺热机1Q2QW1211lnVVRTQQaba b 等温膨胀等温膨胀吸吸热热1211lnVVRTQ上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页VOP2TW1Tabcd1P2P4P3P1V4V2V3V21TT 2Q1Q432

7、2lnVVRTQQcdc d 等温压缩放热等温压缩放热 d a 绝热过程绝热过程214111TVTVb c 绝热过程绝热过程 132121VTVT12431212lnln11VVVVTTQQ上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页VOP2TW1Tabcd1P2P4P3P1V4V2V3V21TT 2Q1Q12431212lnln11VVVVTTQQ214111TVTV132121VTVT4312VVVV121TT上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页（1）要完成循环，必须有高温热源和低温热源。）要完成循环，必须有高温热源和低温热源。（2）卡诺热机效率只与高温热源和低温热源有关。）卡诺热机效率只

8、与高温热源和低温热源有关。高温热源的温度越高，低温热源的温度越低，效率越高温热源的温度越高，低温热源的温度越低，效率越高。高。（3）卡诺热机的效率）卡诺热机的效率 。1讨论讨论上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页高温热源高温热源1T低温热源低温热源2T卡诺致冷机卡诺致冷机1Q2QW 卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机卡诺致冷机致冷致冷系数：系数：2122122TTTQQQWQVOP2TW1Tabcd21TT 2Q1Q上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页【例题例题86】一电冰箱在气温为】一电冰箱在气温为40C的房间内工作，的房间内工作，保持结冰室内的温度为保持结冰

9、室内的温度为10，由于冰箱壁的绝热层不，由于冰箱壁的绝热层不是理想的，结冰室每小时自房间内吸收热量是理想的，结冰室每小时自房间内吸收热量3105J，假设冷冻装置是卡诺致冷机，问冷冻机的电动机每小假设冷冻装置是卡诺致冷机，问冷冻机的电动机每小时消耗多少能量时消耗多少能量?K263102732T52103QK313402731T解：解：2122TTTWQJ107 . 5263)263313(103)(452212TTTQW上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页87 有两个热机分别使用不同的热源作卡诺循环，有两个热机分别使用不同的热源作卡诺循环，在在PV图上它们的循环曲线所包围的面积相等，但形图上

10、它们的循环曲线所包围的面积相等，但形状不同，如图状不同，如图8-21所示。（所示。（1）它们吸热和放热差值是）它们吸热和放热差值是否相同？（否相同？（2）对外所作的净功是否相同？（）对外所作的净功是否相同？（3）效率）效率是否相同？是否相同？图图8-21P O V T1 T2 T3 S1 S2 上页上页下页下页末页末页退出退出首页首页88 有一个卡诺机，以它作热机使用时，如果两有一个卡诺机，以它作热机使用时，如果两热库温差越大，对做功越有利；当作致冷机使用时，热库温差越大，对做功越有利；当作致冷机使用时，如果两热库温差越大，对于致冷机是否越有利？为什如果两热库温差越大，对于致冷机是否越有利？为什么？么？89 若分别以某种服从若分别以某种服从p(Vb)=RT的气体（其中的气体（其中b为物性常数）和理想气体为工质在两个恒温热源之间为物性常数）和理想气体为工质在两个恒温热源之间进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为进行卡诺循环，试比较哪个循环的热效率大一些，为什么？什么？