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1、第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 热机发展简介 1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸 汽机 ，当时蒸汽机的效率极低 . 1765年瓦特进 行了重大改进 ，大大提高了效率 . 人们一直在 为提高热机的效率而努力， 从理论上研究热机 效率问题， 一方面指明了提高效率的方向， 另 一方面也推动了热学理论的发展 . 各种热机的效率 液体燃料火箭柴油机 汽油机蒸汽机 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 热机 ：持续地将热量转变为功的机器 . 工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量 并对外做功的物质 . 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 冰箱循环示意图
2、第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 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 . 热力学第一定律 总放热（取绝对值） 净功 特征 一 循环过程 总吸热 A B 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 热机 二 热机效率和致冷机的致冷系数 热机效率 高温热源 低温热源 热机（正循环） A B 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 致冷机致冷系数 致冷机（逆循环） 致冷机 高温热源 低温热源 A B 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 1 4 23 例 1 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程，其 中 , 求12、23、34
3、、41 各过程中气体吸收的热量和热机的效率 . 解 由理想气体物态方程得 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 1 4 23 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 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 . 三 卡诺循环 低温热源 高温热源 卡诺热机 W A B C D 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. 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 W A B C D 理想气体卡诺循环热机效率的计算 A B 等温膨胀 B C 绝热膨胀 C D 等温压
4、缩 D A 绝热压缩 卡诺循环 A B 等温膨胀吸热 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 C D 等温压缩放热 W A B C D D A 绝热过程 B C 绝热过程 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 卡诺热机效率 W A B C D 卡诺热机效率与工作 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 . 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 W A B C D 高温热源 低温热源 卡诺致冷机 卡诺致冷机（卡诺逆循环） 卡诺致冷机致冷系数 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 图中两卡诺循环 吗 ？ 讨 论 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 例2 一台电冰箱放在室温为 的房间里 ，冰 箱储藏柜中的温度维持在 . 现每天有 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 至 之间运转的致冷机 ( 冰箱 ) 的致冷系数, 是卡诺致冷机 致冷系数的 55% . 解 由致冷机致冷系数 得 房间传入冰箱的热量 热平衡时 第四章热力学基础4 - 5 循环过程 卡诺循环 房间传入冰箱的热量 热平衡时 保持冰箱在 至 之间运转, 每天需作功 功率
