循环过程

§8.4 循环过程一.循环过程如果循环是准静态过程，在P –V 图上就构成一闭合曲线如果物质系统的状态经历一系列的变化后，又回到了原状态，就称系统经历了一个循环过程。

=∆E 1. 循环VpOⅡⅠ··12工质对外所作的净功，其值等于闭合曲线所包围的面积21A A A -=21>-=A A A 21Q Q A -=2. 正循环、逆循环正循环(循环沿顺时针方向进行)逆循环(循环沿逆时针方向进行)（系统对外作功）21Q A Q +=ⅠⅡQ 1Q 2ab V pO根据热力学第一定律，有021<-=A A A （系统对外作负功）正循环也称为热机循环逆循环也称为致冷循环··ⅠⅡQ 1Q 2ab VpO····热库热库冷库冷库二. 循环效率1212111Q Q Q Q Q Q A -=-==η在热机循环中，工质对外所作的功A 与它吸收的热量Q 1的比值，称为热机效率在制冷循环中，工质从冷库中吸取的热量Q 2与外界对工质作所的功A 的比值，称为循环的致冷系数2122Q Q Q A Q w -==热机的能流图2Q 1Q 2T 低温热源致冷机的能流图2T 低温热源1Q 1T 高温热源热机能流图制冷机能流图1T 高温热源2Q AA1 mol 单原子分子理想气体的循环过程如图所示。

(1) 作出p -V 图(2) 此循环效率解例求cab 600211632T (K ）V （10-3m 3）O2ln 600lnR V V RT A Q abab ===V （10-3m 3）OP （105R ）(2) ab 是等温过程，有bc 是等压过程，有750bc p Q C T Rν=∆=-(1) p -V 图abc300ca 是等体过程R p p V T T C E Q c a c a V ca 450)(23)(=-=-=∆=ν循环过程中系统吸热RR R Q Q Q ca ab 8664502ln 6001=+=+=循环过程中系统放热RQ Q bc 7502==00124.1386675011=-=-=RRQ Q η此循环效率一定量的理想气体经历如图所示的循环过程。

一、循环过程的定义及其特点1．定义：工作物质的状态经过一系列变化过程后，又回到原来状态的过程称为热力学系统的循环过程，简称循环。

2．特点：1）系统的内能没有变化 0=∆E 2）如果组成某一循环的各个过程都是准静态过程，则此循环过程可以用P —V 图上的一条闭合曲线来表示。

系统完成一个循环所做的净功等于P —V 图上循环过程曲线所围的面积。

二、循环过程的分类及其应用1．正循环：在P —V 图上按顺时针方向进行的循环过程。

热机：工作物质作正循环的机器。

1）工作原理：从高温热源吸收热量Q 1，一部分用来对外做功W ，一部分向低温热源放出热量Q 2（在计算中取正值）。

2）循环的效率：1211 Q Q Q W －＝＝η吸收同样多的热量，对外界作的功越多，表明热机把热量转化为有用功的本领越大，效率就越高。

2．逆循环：在P—V 图上按逆时针方向进行的循环过程致冷机：工作物质作逆循环的机器。

1）工作原理：从低温热源吸收热量Q 2，外界做功W ，向高温热源放出热量Q 1。

2）制冷系数：2122Q Q Q W Q e －＝＝三、卡诺循环1．卡诺循环1）定义：卡诺循环：两个等温过程和两个绝热过程组成的循环。

2）分类正循环——卡诺热机逆循环——卡诺制冷机2．卡诺热机的效率1）卡诺热机的四个过程中功、内能增量和热量（1）AB:等温膨胀过程，内能变化为零，吸收的热量全部用来对外做功12111ln V V RT M m Q W == （1）（2）BC 绝热膨胀过程：系统不吸收热量，对外所作的功等于系统减少的内能 )(21,2T T C Mm E W m V -=∆-= （2）（3）CD 等温压缩过程：内能变化为零，外界对系统做功等于向低温热源放出的热量 34223ln V V RT M m Q W ==-－ （3）（4）DA 绝热压缩过程：系统不吸收热量，外界对系统做功等于系统增加的内能 )(21,4T T C Mm E W m V -=∆=－ （4）把以上四式左、右两边相加得系统对外界所作的净功为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=432121ln ln V V T V V T R M m W －总的内能变化 0＝E ∆从高温热源吸收的热量1211ln V V RT M m Q =向低温热源放出的热量4322ln V V RT M m Q =2）卡诺热机的效率由热机效率定义： 121432121ln ln11V V T V V T Q Q Q W -=-==η应用绝热方程const T V =-1γ得BC 过程 213112T V T V --=γγDA 过程 214111T V T V --=γγ两式相除得4312V V V V = 因而 121 T T －＝η——仅适宜卡诺热机3）说明：（1）要完成一个卡诺循环必须有个热源。

循环过程简易知识点总结1. while循环while循环是最基本的一种循环形式，它允许程序重复执行一系列语句，直到条件不再满足为止。

while循环的语法通常如下：```while (条件) {// 循环体}```在这个例子中，条件是一个布尔表达式，如果条件为真，则执行循环体，然后再次检查条件。

如果条件为假，则循环结束，程序继续往下执行。

在使用while循环时，需要注意条件是否能够最终变为假，否则可能导致死循环的情况发生。

2. for循环for循环是另一种常用的循环形式，它允许程序按照一定的次数重复执行一系列语句。

for循环的语法通常如下：```for (初始化; 条件; 更新) {// 循环体}```在这个例子中，初始化是在循环开始前执行的语句，条件是每次循环前检查的布尔表达式，更新是在每次循环后执行的语句。

for循环的执行流程通常是：首先执行初始化；然后检查条件，如果条件为真，则执行循环体，然后执行更新，再次检查条件；如果条件为假，则循环结束，程序继续往下执行。

3. do-while循环do-while循环是一种后测试循环，它允许程序至少执行一次循环体，然后根据条件决定是否继续执行。

do-while循环的语法通常如下：```// 循环体} while (条件);```在这个例子中，循环体会至少执行一次，然后执行条件检查。

如果条件为真，则继续执行循环体，然后再次检查条件；如果条件为假，则循环结束，程序继续往下执行。

循环的应用循环在编程中有着广泛的应用，它可以用来处理诸如数组遍历、文件读取、数据处理等各种任务。

下面我们将介绍一些循环的常见应用场景。

1. 数组遍历循环可以用来遍历数组中的元素，实现对数组的一系列操作。

例如，可以使用for循环遍历数组，并对每个元素执行特定的操作：```int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};for (int i = 0; i < arr.length; i++) {// 对数组元素执行操作}```在这个例子中，for循环依次遍历数组arr中的每个元素，并执行指定的操作。