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1、1,理想气体的各等值过程、绝热过程和多方过程公式对照表,2,气体向真空自由膨胀过程中不受外界阻力，所以外界不对气体作功,五、绝热自由膨胀,非准静态过程,对理想气体,3,注意：,对实际气体, T变化.,实际气体分子之间存在相互作用力，而内能中还包含分子间相互作用的势能！,平均距离,势能,E=0,分子动能,T,焦耳-汤姆逊实验,节流过程,通过节流过程，实际气体温度改变的现象叫焦耳-汤姆逊效应。,4,13.3 循环与效率,气体的四种状态变化过程。,除等体过程外，其余三种过程都有膨胀对外作功的本领。,等压过程：吸收热量的一部分用来对外作功。,等温过程：吸收热量全部用来对外作功。,绝热过程：靠消耗气体本
2、身的内能对外作功。,能否应用到实践中去，变为对外作功的动力呢？,但是，单一过程不能用来连续对外作功！,为了持续不断地作功，必须利用循环过程。,5,为了持续不断地把热变为功，必须利用循环过程。,循环过程系统从某一状态出发，经历一系列过程后又回到初态的全过程。,循环过程图线过程所经历的每一个中间态都无限接近平衡态，该过程在P-V 图上为一个闭合曲线。,工质：循环过程中的系统物质。,箭头表示过程进行方向, 过程曲线包围的面积表示循环过程中系统对外所做的净功。,正循环、逆循环,6,正循环（热机循环）,蒸汽动力循环示意图,7,经历循环回到初始状态,系统内能不变。,Q1,A,Q2,热机效率:,系统对外作功
3、,重要特征：循环过程沿顺时针方向进行。,普遍适用的热机效率公式！,b,a,(投入产出比),8,a到b: 等温膨胀，从高温热源吸热等于ab过程的功。,卡诺循环abcda,c到d：等温压缩，向低温热源放热等于cd过程的功。,b到c：绝热膨胀，没有热量交换，但对外界作功。,d到a：绝热压缩，没有热量交换，但外界对物质作功。,一、卡诺循环,9,应用绝热过程方程,解得,循环的效率:,卡诺循环效率只由两个热源的温度决定。,（仅适用于卡诺循环）,10,例:一定量双原子分子理想气体经历循环过程，bc的过程方程为pV 2= 恒量.,解: 1,(1) a b:等体过程.,(1)求分过程的E, Q, A (2)气体
4、循环一次对外作的净功. (3)循环效率 .,吸热,11,(2) b c :,放热!,pV2= 恒量,12,(3) c a : 等压压缩,2. 净功等于净热,3. 总吸热:,=13.3%,放热!,13,二、 逆循环-致冷循环,14,致冷 系数,卡诺致冷机:循环方向 a d c b,卡诺致冷机致冷系数,外界对系统作功,15,例：有一卡诺致冷机,从温度-10 C的冷藏室吸取热量,而向温度为20 C的物体放出热量.设该致冷机所耗功率为15kW/s,问每分钟从冷藏室吸多少热量?,解:据题意 T1 = 293K, T2 =263K, 则,压缩机每分钟做功 A=1510360=9 105 (J),每分钟从冷
5、藏室吸取热量为,Q2= wA=9 105 263/30=7.89 106 (J ),16,解：,例 :1mol 氧气作如图所示的循环. 求：循环效率,18.7%,吸热,放热,放热,2p0,17,例:内燃机的循环之一奥托(N.A.Otto)循环,内燃机利用气体或液体燃料直接在汽缸中燃烧,产生巨大的压强而做功.奥托循环如图所示(abcdeba).试分析各过程的特征,并计算其效率.,解:(1)ab等压膨胀(吸入燃料),(2) bc绝热压缩(升温),(3) cd爆炸(等体吸热); de 做功(绝热膨胀),(4) eb汽缸开口降压;ba排气,其中bc、de均为绝热过程.吸热在cd过程,放热在eb过程.,
6、18,等体过程(cd)吸热,汽缸开口放气(eb)放热,效率:,再利用两个绝热过程的过程方程,19,二式双方相减后解出,代入得内燃机效率:,讨论:压缩比越大,内燃机效率越高,汽油内燃机 r7 .,取 r=7 ,=1.4,则,20,进 气 阀,排 气 阀,活 塞,点 火 装 置,奥 托 热 机,21,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,22,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,23,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,24,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥
7、托 循 环,点 火 装 置,吸 气,25,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,26,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,27,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,28,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,29,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,吸 气,30,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,31,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥
8、 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,32,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,33,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,34,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,35,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,36,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,37,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,压 缩,38,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,
9、奥 托 循 环,点 火 装 置,爆 炸,39,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,40,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,41,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,42,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,43,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,44,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,45,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a
10、,奥 托 循 环,点 火 装 置,作 功,46,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,47,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,48,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,49,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,50,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,51,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,52,V,V,V,P,d,b,e,0,c,a,奥 托 循 环,点 火 装 置,排 气,53,1:定性地判断过程的吸、放热.,2:掌握过程方程,利用过程方程确定某未知状态.,3:熟练运用概念或公式计算各过程的A, E, Q.,求效率的方法：找到吸热过程和放热过程，计算这两个过程吸收的热量Q1和放出的热量Q2.,小结,热机效率,致冷效率,54,作业： 新教科书13章 14,16,18,19,20,
