13-5循环过程 卡诺循环
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大学物理13-5循环过程卡诺循环物理学第五版各种热机的效率液体燃料火箭48%柴油机汽油机蒸气机37%25%8%第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版一循环过程系统经过一系列变化状态过程后,又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程.p特征E0AcW由热力学第一定律dBQWo第十三章热力学基础VAVBV2大学物理学物理学第五版净功WQ1Q2Q总吸热总放热净吸热Q1Q2(取绝对值)Q二热机效率和致冷机的致冷系数热机(正循环)W0致冷机(逆循环)W0第十三章热力学基础3大学物理学物理学第五版pAcWd高温热源Q1BVBVoVA热机Q2低温热源WWQ1Q2Q21热机效率Q1Q1Q1第十三章热力学基础4大学物理学物理学第五版pAcWd高温热源Q1BVBV致冷机WoVAQ2低温热源Q2Q2致冷机致冷系数eWQ1Q2第十三章热力学基础5大学物理学物理学第五版例1汽油机可近似看成如图循环过程(Otto循环),其中AB和CD为绝热过程,求此循环效率.pQ解1DACQBC吸Cv(TDTA)1Cv(TCTB)TDTA1TCTBBD放AoV1V26第十三章热力学基础物理学第五版又BC和DA是绝热过程:TBV1TAV21TCV1,TDV2TBTC所以TATDTDTATA11TCTBTBV21V11p吸CBD放Ao第十三章热力学基础V1V2V7大学物理学物理学第五版三卡诺循环1824年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环——卡诺循环.给出了热机效率的理论极限值;他还提出了著名的卡诺定理.第十三章热力学基础大学物理学卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成.pp1p2p4AT1T2T1D高温热源T1Q1卡诺热机WBWp3T2V2oV1V4CVQ2低温热源T29V3第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版理想气体卡诺循环热机效率的计算卡诺循环pp1p2p4AT1T2QabT1DA—B等温膨胀B—C绝热膨胀BWQcdC—D等温压缩CVp3T2V2D—A绝热压缩oV1V4V3第十三章热力学基础10大学物理学物理学第五版A—B等温膨胀吸热pp1p2p4T1T2QabT1DQ1QabAV2RT1lnV1WQcdBC—D等温压缩放热CVp3T2V2V3Q2QcdRT2lnV4oV1V4V3第十三章热力学基础11大学物理学物理学第五版B—C绝热过程T1V2pp1p2p4AT2V3T1T2QabT1DD—A绝热过程WBV1T1V4T2V2V3V1V412p3oV1V4CQcdT2所以VV2V3第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版V3lnQ2T2V411Q1T1lnV2V1卡诺热机效率卡诺热机效率与工T21T1作物质无关,只与两个热源的温度有关,两热源的温差越大,则卡诺循环的效率越高.第十三章热力学基础13大学物理学物理学第五版卡诺致冷机(卡诺逆循环)高温热源T1pT1T2AQ1Q1T1BC卡诺致冷机WWDQ2Q2VT2o低温热源T2Q2T2eQ1Q2T1T214卡诺致冷机致冷系数第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版讨论图中两卡诺循环12吗?pT1pT1W1W1W2T3W1W1W2W2W2T2VT2ooV121215第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版例2一电冰箱放在室温为20C的房间里,冰箱储藏柜中的温度维持在5C.现每天有2.0107J的热量自房间传入冰箱内,若要维持冰箱内温度不变,外界每天需作多少功,其功率为多少设在5C至20C之间运转的冰箱的致冷系数是卡诺致冷机致冷系数的55%.解ee卡55%T25510.2T1T2100第十三章热力学基础16大学物理学物理学第五版Q2由eQ1Q2房间传入冰箱的热量热平衡时QQ2e1Q2得Q1e2.0107JQe1e1Q2.2107JQ1Q2ee第十三章热力学基础大学物理学物理学第五版保持冰箱在5C至20C之间运转,每天需作功0.2107JWQ1Q2Q1Q 功率W0.2107PW23Wt243600第十三章热力学基础。
卡诺循环的四个过程公式卡诺循环是热机理论中的重要模型,描述了理想热机的工作原理。
这个循环可以用四个过程来描述,即等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
下面将分别介绍每个过程的公式及其含义。
1. 等温膨胀过程在等温膨胀过程中,工作物质从热源吸收热量,同时对外做功。
根据热力学第一定律,内能增加的量等于吸收的热量减去做的功。
对于等温膨胀,由于温度保持不变,可以使用以下公式来描述:Q1 = W1其中,Q1表示吸收的热量,W1表示对外做的功。
2. 绝热膨胀过程在绝热膨胀过程中,工作物质没有与外界发生热交换,对外做功的同时内能减少。
根据绝热过程的定义,该过程中没有热量的交换,可以使用以下公式来描述:W2 = ΔU2其中,W2表示对外做的功,ΔU2表示内能的变化量。
3. 等温压缩过程在等温压缩过程中,工作物质放出热量到冷源,同时外界对其做功。
根据热力学第一定律,内能减少的量等于放出的热量减去做的功。
对于等温压缩,同样可以使用以下公式来描述:Q3 = -W3其中,Q3表示放出的热量,W3表示对外做的功。
由于在等温压缩过程中,热量是负值,所以需要使用负号表示放出的热量。
4. 绝热压缩过程在绝热压缩过程中,工作物质没有与外界发生热交换,外界对其做功的同时内能增加。
根据绝热过程的定义,该过程中没有热量的交换,可以使用以下公式来描述:W4 = ΔU4其中,W4表示对外做的功,ΔU4表示内能的变化量。
以上就是卡诺循环中四个过程的公式及其含义。
这些公式描述了理想热机在不同过程中的能量转化和热量交换情况。
了解这些公式可以帮助我们更好地理解热力学的基本原理,并应用于实际工程问题的分析与计算中。
对于热力学的学习和应用,深入理解卡诺循环是非常重要的基础知识。