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热力学循环过程ppt课件

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热力学全套课件pptx2024新版

热力学全套课件pptx2024新版
物体通过电磁波的形式向外发射能量，同时吸收 其他物体发射的电磁波的现象。
辐射传热定律
基尔霍夫定律、普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定 律等，描述了辐射传热的基本规律和特性。
辐射传热的应用
在太阳能利用、红外测温、激光技术等领域广泛 应用。
综合传热问题解决方法探讨
综合传热问题
涉及热传导、对流和辐射传热的复杂问题，需要考虑多种 传热机制的相互作用和影响。
03
开放系统
与外界既有能量交换，又有物 质交换的系统。
状态参量与平衡态
01
状态参量
描述系统状态的物理量，如体 积、压强、温度等。
系统在没有外界影响的条件下， 各部分的宏观性质不随时间变化
的状态。
02
平衡态
热力学第零定律与温度概念
热力学第零定律
如果两个系统与第三个系统各自 处于热平衡，则它们之间也必定 处于热平衡。
热力学全套课件pptx
目录
• 热力学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 热力学第二定律与熵增原理 • 理想气体性质与应用 • 相变与化学反应热力学 • 热传导、对流和辐射传热机制剖析
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
01
孤立系统
与外界没有物质和能量交换的 系统。
02
封闭系统
与外界只有能量交换，没有物 质交换的系统。
范德华方程的适用范围
适用于中低压、中低温条件下的真实气体行为描述。在高压或低温条件下，需要考虑更复 杂的分子间相互作用和量子效应。
05
相变与化学反应热力学
相平衡条件及相变潜热计算
相平衡条件
在相变过程中，物质各相之间达到平衡 状态的条件。包括温度、热计算

卡诺循环热力学第二定律概要课件

卡诺循环热力学第二定律概要课件
卡诺循环的效率由两个热源的温度决 定，可以用公式表示为：η=1-T2/T1 ，其中T1为高温热源温度，T2为低温 热源温度。
02
卡诺循环热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，不可能从 单一热源吸收热量并使之完全变 为有用的功而不产生其他影响。
换句话说，热能不可能自发地从 低温物体传递到高温物体而不引
卡诺循环热力学第二定律概 要课件
目录
• 卡诺循环简介 • 卡诺循环热力学第二定律 • 卡诺循环效率 • 卡诺循环的应用 • 结论
01
卡诺循环简介
卡诺循环的定义
01
卡诺循环是一个由两个等温过程 和两个绝热过程组成的理想循环 过程。
02
它是由法国工程师尼古拉斯·卡诺 于1824年提出的，是热力学的基 本理论之一。
提高卡诺循环效率的方法
总结词
提高卡诺循环效率的方法包括降低低温热源温度、提 高高温热源温度和使用高效工质。
详细描述
要提高卡诺循环效率，可以从以下几个方面着手：首 先，降低低温热源温度可以减少热量向低温热源的传 递，从而提高效率；其次，提高高温热源温度可以增 加热机工作过程中吸收的热量，从而提高效率；最后 ，使用高效工质也可以提高卡诺循环效率，例如使用 氦气等高效工质代替传统的水蒸气等。这些方法可以 有效提高卡诺循环的效率，从而提高热机的整体性能 。
起其他变化。
该定律是热力学的基本定律之一 ，用于限制热能转化为机械能的
方式和效率。
卡诺循环热力学第二定律的表述
卡诺循环热力学第二定律指出，在理想卡诺循环中，工作物质从高温热源吸收热 量并对外做功，而向低温热源释放热量，而不产生其他影响。
该定律是热力学第二定律在卡诺循环中的具体应用，强调了理想卡诺循环的效率 和限制。

第3章卡诺循环ppt课件

第3章卡诺循环ppt课件

QC = ( TT -3 ) = 2 C T 3 4 V 4 V 1
QC = ( T T ) = C T 4 1 P 1 4 P 1
（2）全过程吸收的热量为:
Q1 是 指 在 一 个 = C T 2 C T V 1+ P 1 循环过程中的 总吸收热量！ 全过程对外界作的功为:
= +2 Q QQ 1 1 2 3
p2 p4 p3 D
0
V1
V4 V2
V
m CV ,m (T1 T2 ) M
CD：等温压缩过程：体积由 V3 压缩到 V4 ，内能变化为零， 外界对系统所作的功等于向低温热源T2放出的热量:
P
p1 A
m V 4 W Q RT ln 3 2 2 M V 3
V m 3 Q RT ln 2 2 M V 4
W= Q1-Q2
热机效率或循环效率：
表示热机的效率
T2 Q2
高温热源 T1
Q1 W Q2
WQ Q Q 1 2 1 2 Q Q Q 1 1 1
W为工作物质对 外所作的净功 Q1为工作物质吸收的 热量
低温热源 T2
3、制冷机
空调、冰箱
工作物质作逆循环的机器，它是通过外界对 系统做功，实现把热量从低温热源（冷藏室） 抽到高温热源（室外环境）的机器。
正循环——卡诺热机 逆循环——卡诺制冷机
2、卡诺热机：正循环 卡诺热机的四个过程
P p1 A
W和Q均为绝对值！
AB：等温膨胀过程，体积由V1膨胀到V2， 内能没有变化，系统从高温热源 T1 吸收的 热量全部用来对外作功: Q1
m V 2 W Q RT ln 1 1 1 M V 1
B BC ：绝热膨胀，体积由 V2 变到V3，系统不吸收热量，对 T1外所作功等于系统减少的内能: C W2 E T2 Q2 V3

热力学循环过程

热力学循环过程

第10章 热力学定律
10-3 循环过程
4. 逆循环的致冷系数
Ｔ高温热源
A
Q2 Q2 w A Q1 Q2
T 低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10.3.2 几个特殊的循环过程
卡诺循环
1824年，法国青年科学家卡诺*（N.
L. S. Carnot, 1796 ~1832）发表了他
(Ö Ü Î §» ·³ ¾ )
ß Î ¸ Â È Ô ´
¢ ´ · ú Q2 º Ò û À氨 ÷ Æ ° º 0 0 20 C 70 C 10atm ¹ Ñ õ Ë ¢ È Æ É ÷ ú »
1
A外 A
Q1 Q2
Í Î µ Â È Ô ´
(À ä ¶ ³ Ê Ò )
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10-3 循环过程
10.3.1 循环过程 系统或工作物质 ( 简称工质 ) ，经历一系列变化后又回到 初始状态的整个过程叫循环 过程，简称循环。
循环为准静态过程，在状态 图中对应闭合曲线。
在P-V图
P
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 正循环 顺时针方向的循环 一般从高温热库吸热Q1，向低温热库放热Q2
逆循环过程对应制冷机(refrigerator)
在P-V图
P
逆循环
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例:电冰箱的工作原理 ：氨 、氟利昂
¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ ± ù ± ù ¼ ¼ ¼ ¼ ¼ · ¼ ·Q
3atm
½ Ú Á ÷ · §
10 C
0
ô · Õ ¢ Æ ÷ ä ¶ À ³ Ê Ò

热力学3 循环过程

热力学3 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。

物理学教学课件83循环过程和卡诺循环

物理学教学课件83循环过程和卡诺循环
卡诺热机效率的计算公式为：η=1-T2/T1，其中T1和T2分别为热源和冷 源的温度（以开尔文为单位）。
卡诺热机效率的计算公式揭示了热机效率的极限，即任何实际热机的效 率都无法超过卡诺热机的效率。
提高热机效率的途径
提高热源的温度
热源温度越高，热机从热源吸收的热量就越 多，从而提高热机效率。
改进热机的结构
优化热机的设计，减少内部摩擦和热量损失， 可以提高热机效率。
降低冷源的温度
冷源温度越低，热机向冷源排放的热量就越 少，从而提高热机效率。
采用高性能的工作物质
选择具有高比热容、低导热系数等优良性能 的工作物质，可以提高热机效率。
PART 06
制冷机与卡诺循环
制冷机的原理
逆卡诺循环
制冷机的工作原理基于逆卡诺循环， 该循环通过消耗外部功，将热量从低 温热源（被冷却物体）传递到高温热 源（环境），实现制冷效果。
膨胀过程
制冷剂液体通过膨胀阀进入蒸 发器，压力和温度降低，重新
开始新的循环。
制冷机的性能系数
1 2
制冷量
单位时间内制冷机从低温热源吸收的热量。
输入功率 制冷机运行时消耗的外部功。
3
性能系数（COP） 制冷量与输入功率之比，用于评价制冷机的效率。 COP值越大，制冷机的效率越高。
PART 07
总结与展望
循环过程的特点
循环过程具有周期性，即系统会 不断地重复经过相同的状态和过
程。
在循环过程中，系统的总能量保 持不变，但能量的形式（如热能、
机械能等）可以相互转换。
循环过程的效率和性能可以用热 力学第二定律和相关的热力学参
数来描述和评估。
PART 04
卡诺循环
卡诺循环的定义

(2024年)热学ppt课件共21文档

热电联产技术原理
解释热电联产技术的基本原理，即同时产生热能和电能的过程。
2024/3/26
热电联产系统类型
介绍不同类型的热电联产系统，如燃气轮机热电联产、内燃机热电 联产等。
应用前景
分析热电联产技术的应用前景，如在分布式能源、工业余热利用等 领域的应用潜力。
27
热学实验方法与技
06
巧
2024/3/26
热力学循环与效率
04
计算
2024/3/26
18
卡诺循环原理及效率计算
卡诺循环基本原理
由两个等温过程和两个 绝热过程组成的可逆循 环。
2024/3/26
效率计算公式
η=1-T2/T1，其中T1和 T2分别为高温热源和低 温热源的温度。
应用实例
热机、制冷机等热力学 系统的理想循环。
19
斯特林循环特点及应用
2024/3/26
12
物质热性质与变化
03
规律
2024/3/26
13
物质比热容及其影响因素
1 2
比热容定义
单位质量物质升高或降低1℃所吸收或放出的热 量。
影响因素
物质种类、状态、温度等。
3
比热容与物质结构的关系
物质分子结构和化学键类型对比热容有影响。
2024/3/26
14
相变潜热和汽化潜热概念
稳态法测导热系数、非稳态 法测导热系数
2024/3/26
30
物质热性质测定实验方法
热性质参数
比热容、热导率、热扩散率等
测量方法
量热器法、激光闪射法、热线法 等
数据处理与误差分
析
线性拟合、非线性拟合、误差传 递等
2024/3/26

卡诺循环演示ppt课件

η=W/Q2=（T2-T1）/T2=（Q2-Q1）/Q2
+ =0 整理得， Q1 Q2 T1 T2 卡诺热机在两个热源之间工作
时，两个热源的热温商之和等于
零。
23
决定卡诺热机效率的因素
一是在两个不同温度热源之间 工作的热机中，卡诺热机的 效率是否为最大；
二是卡诺热机的效率是否与工 作物质无关。
24
故W2=—△U=—CV（T1—T2）
13
过程3 保持T1定温可逆压缩。 将气箱从绝热袋中取出，与 低温热源T1相接触，然后在 T1时作定温可逆压缩，让气 体的压力和体积由p3、V3变 到 p4、V4。 此 过 程 △ U=0， 如图CD
14
15
过程3 保持T1定温可逆压缩。将 气箱从绝热袋中取出，与低温热 源T1相接触，然后在T1时作定温 可逆压缩，让气体的压力和体积 由 p3、V3 变 到 p4、V4。 此 过 程 △U=0，如图CD 故Q1=W3+RT1lnV4/V3
27
η1=（T2-T1）/T2=22.3% η2=（T2-T1）/T2=50.5%
课后作业： 教材76页习题1
28
16
过程4 绝热可逆压缩。 将压缩了的气体从热源 T1处移开，又放进绝热 袋，让气体作绝热可逆 压缩，使气体回到起始 状态，如图DA
17
18
过程4 绝热可逆压缩。将压 缩了的气体从热源T1处移开， 又放进绝热袋，让气体作 绝热可逆压缩，使气体回 到起始状态，如图DA
故W4=—△U=—CV（T2—T1）
7
过程1 保持T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体 由p1、V1作定温可逆膨胀到 p2、V2。在此过程中系统吸 收了Q2的热，做了W1的功。 如图中T2定温可逆膨胀。 在T2时，让气箱中理想气体由 p1、V1作定温可逆膨胀到p2、V2。 在此过程中系统吸收了Q2的热， 做了W1的功。如图中AB 故Q2=W1=RT2lnV2/V1

循环过程 卡诺循环PPT课件


蒸汽机
汽油机
2019/10/17
几种典型热机的效率
8%
柴油机
37%
25%
液体燃料火箭 48% 2
蒸汽机工作原理
高
低
温
温
热
热
源
源
水蒸汽在高温热源处吸收热量，在汽缸中膨胀对外作功，
之后在低温热源处放出热量。放热后变成水再回到高温热源
2处019吸/10/收17 热量成为水蒸汽，这样循环往复，对外作功。
2019/普10通/1内7燃机
大型船舰或列车用的内燃机
现代蒸汽透平机
内燃机式普列车
21
现代喷气涡轮发动机
活塞发动机
2019/10/17
22
3、卡诺致冷机（卡诺逆循环ADCBA
）
p Ａ Q1 T1 T2
高温热源 T1
T1 Ｂ
A´
Q1
卡诺致冷机
A´
Ｄ
Ｃ
Q2
o
Q2 T2
V
低温热源 T2
制冷系数
ωc
Q Q吸 Q放 Q1 Q4 Q2 Q3
2019/10/17
V
Q吸 Q1 Q3 Q放 Q2
Q Q吸 Q放 Q1 Q3 Q2
7
2.正循环(热机循环)的效率
过程曲线沿顺时针方向，系统对外作正功。 p A Q吸
在正循环中,系统从高温热源吸热 Q吸，
向低温热源放热Q放, 系统对外作净功A
2019/10/17
17
1、理想气体卡诺循环热机效率的计算
p
T1 T2
A — B 等温膨胀吸热
p1 A Q吸
p2
T1 B

普通物理5.2循环过程卡诺循环PPT课件

可持续发展
在追求效率的同时，需要考虑 能源的可持续性，减少对环境
的负面影响。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
总结词：等熵过程是卡诺循环中气体熵值保持不变的过程，气体被压缩，外界对 气体做功。
等容过程
等容过程是卡诺循环的第三阶段，在这一过程中气体体积保 持不变，不进行对外做功，同时也不从外界吸热或放热。
总结词：等容过程是卡诺循环中气体体积保持不变的过程， 气体既不进行对外做功，也不从外界吸热或放热。
03 卡诺循环的效率分析
效率与温度的关系
高温热源温度
高温热源温度越高，卡诺循环的效率 越高。
低温热源温度
低温热源温度越低，卡诺循环的效率 越高。
04 卡诺循环的应用和意义
卡诺循环在热力学中的应用
热机效率的极限
卡诺循环揭示了热机的最高效率，为 提高热机的效率提供了理论指导。
热力学第二定律的表述
卡诺循环是热力学第二定律的重要推 论，它说明了热量自发地从高温向低 温传递，而不是相反。
02 卡诺循环的工作原理
等温过程
等温过程是卡诺循环的第一阶段，在 这一过程中气体从高温热源吸热，对 外界做功，温度保持不变。
总结词：等温过程是卡诺循环中温度 保持不变的过程，气体从高温热源吸 热并对外界做功。
等熵过程
等熵过程是卡诺循环的第二阶段，在这一过程中气体压缩，外界对气体做功，但 气体的熵值保持不变。
普通物理5.2循环过程卡诺循环 ppt课件
目 录
• 卡诺循环简介 • 卡诺循环的工作原理 • 卡诺循环的效率分析 • 卡诺循环的应用和意义 • 结论与展望
01 卡诺循环简介
卡诺循环的发现和历史
01
卡诺循环由法国工程师尼古拉斯· 莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提 出，是热力学中的一个基本理论 。
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a b dT 0 吸收热量
P
Q 1RT1lnV2V 1 p 1
bc
a
Q1
Q0 T1 T2
p2
b
cd dT 0 放出热量
p4
p3
Q2
d
Q 2R T 2lnV 3V 4 O V 1 V 4 V 2
d a
Q0
T2 T1
第10章 热力学定律
T1
c T2
V3 V
10-3 循环过程
V 3 V 2 1 T 1 T 2 ,V 4 V 1 1 T 1 T 2 V 2 V 1 V 3 V 4
A Q1
第10章 热力学定律
1 Q2 Q1
B
V VB
10-3 循环过程
4. 逆循环的致冷系数
wQ2 Q2 A Q1Q2
Ｔ高温热源
A Q1
Q2
T 低温热源
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
10.3.2 几个特殊的循环过程 卡诺循环 1824年，法国青年科学家卡诺*（N. L. S. Carnot, 1796 ~1832）发表了他 关于热机效率的理论。为提高热机 效率指明方向。
c
4） 爆炸作功
a
d e 作功 绝热
V0
5） 排气
e b 等容 b a 等压
定义压缩比： r V V0
第10章 热力学定律
e
bV V
10-3 循环过程
例: 奥托循环由两条绝热线和两条等容线构成，求效 率。
计算Q1
Q 1C V,mT cT b
P
c Q1
d
同理
b
Q2
Q 2C V,mT dT a
a
1Q2 1Td Ta
V2
Q1
Tc Tb
第10章 热力学定律
V1 V
由绝热过程
10-3 循环过程
TcV21TdV11
TbV21 TaV11
Ta Td Td Ta Tb Tc Tc Tb
1
V1 V2
1
只决定于体积压缩比，若压缩比 7，γ=1.4 ，则 η=55% ，实际只有25%。
第10章 热力学定律
P
逆循环
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
例:电冰箱的工作原理 ：氨 、氟利昂
家家 用用 电电 冰冰 箱箱
循循 环环 Q1
3atm 100 C
节

蒸发器
流
阀
冷冻室
储氟
Q 2
液 利氨
器昂
200 C
700 C
10atm
压
散热器
缩 机
第10章 热力学定律
(周围环境 )
高温热源
A外A Q1
Q2
低温热源
10-3 循环过程
10.3.1 循环过程
系统或工作物质(简称工质) ，经历一系列变化后又回到 初始状态的整个过程叫循环 过程，简称循环。
在P-V图 P
循环为准静态过程，在状态
V
图中对应闭合曲线。
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
1 正循环 顺时针方向的循环 一般从高温热库吸热Q1，向低温热库放热Q2 系统对外作净功 A=Q1 - Q2>0
T 1 T 2 V 2 V 1 V 3 V 4Q 1RT1lnV 2V 1Q 2R T 2lnV 3V 4
A Q 1 Q 2 R ln V 2V 1 ( T 1 T 2 )
A1Q2 1T2
Q Q1
T1
Q1 Q2 T1 T2
说明
1、 T1,T2 2、 1
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
谈谈火的动力和能发动这种动力的机器。
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
卡诺循环 由两条绝热线和两条等温线构成 (为双热源循环)
第10章 热力学定律
1 卡诺循环的效率
10-3 循环过程
高温热源
T1
A Q1
Q2 低温热源
T2
P
a
Q1
b Q2 d
T1
c T2
O
V
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
(冷冻室)
10-3 循环过程
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3. 热机的效率 (efficiency)
AaB为膨胀过程：Aa
P
BbA为压缩过程：-Ab
PA
A
a
净功： AAa Ab
PB
在一个正循环过程中，系 统所作的净功在数值上等 于P-V 图上循环曲线所包 围的面积。
b VA
循环效率定义为：
在P-V图 P
正循环
V 正循环过程对应热机
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
Working substance is water
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
2 逆循环 反时针方向的循环. 一般从低温热库吸热， 向高温热库放热 逆循环过程对应制冷机(refrigerator) 在P-V图
2 逆向卡诺循环（卡诺制冷机）的制冷系数
wQ2 Q2 T2 A Q1Q2 T1T2
T2 w
高温热源
T1
A
Q1
Q2 低温热源
T2
第10章 热力学定律
10-3 循环过程
3 Otto cycle
奥托四冲程热机四冲程图：abcdea 1） 吸气 a b 等压
2） 压缩 b c 绝热
P d
3） 等容燃烧
c d 爆炸 等容