3、量且對外做4整個過程根據(jù)熱力學(xué)第一定律,致冷機的效率用致冷系數(shù)表示致冷系數(shù)三.卡諾循環(huán)及其效率卡諾循環(huán)是一種準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán),在循環(huán)過程中工質(zhì)只和兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量,它由四個分過程組成。（兩個等溫過程，兩個絕熱過程。）以下討論以理想氣體為工質(zhì)的卡諾循環(huán)工作過程為卡諾循環(huán)的熱機稱為卡諾熱機5卡諾熱機熱流圖等溫膨脹①V1→V2,P1→P2T1不變，從高溫?zé)嵩次諢崃縌1Q2APVOP1P2P3P4V1V2V3V4abcd卡諾循環(huán)P-V圖T1T26②b→c絕熱膨脹T1→T2，V2→V3,P2→P3，③c→d等溫壓縮T2不變，V3→V4，P3→P
4、4，PVOP1P2P3P4V1V2V3V4abcd卡諾循環(huán)P-V圖向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃竣躣→a絕熱壓縮T2→T1，V4→V1,P4→P1，Q1Q2AT1T27(5)代入(3)得理想氣體卡諾循環(huán)效率和(3')得由(1)式8只與T1和T2有關(guān)與物質(zhì)種類、膨脹的體積無關(guān)提高高溫?zé)嵩吹臏囟痊F(xiàn)實些2)理論指導(dǎo)作用討論1)卡諾熱機效率9進一步說明3)理論說明低溫?zé)嵩礈囟日f明熱機效率且只能4)疑問：由熱一律循環(huán)過程中,如果相當(dāng)于把吸收的熱量全作功。從能量轉(zhuǎn)換看不違反熱力學(xué)第一定律，但為什么實際做不到？熱機循環(huán)不向低溫?zé)嵩捶艧崾遣豢赡艿臒釞C循環(huán)至少需要
5、兩個熱源說明:必然還有一個獨立于熱力學(xué)一定律的定律存在。這就是熱力學(xué)第二定律。10四.卡諾致冷機卡諾熱機作逆循環(huán)就叫卡諾致冷機卡諾致冷機的制冷系數(shù)卡諾致冷機熱流圖PVOP1P2P3P4V1V2V3V4abcd卡諾致冷循環(huán)P-V圖11例題書上P.265.[例15.3]3.2?10-3kg的氧氣,壓強1atm,體積1?10-3m3,將該氣體等壓加熱,直到體積增大一倍,然后再等體加熱,使壓強增大一倍,最后作絕熱膨脹,使其溫度降到初態(tài)時的溫度為止,求:(1)整個過程氧氣內(nèi)能的增量;(2)整個過程氧氣對外作的功;(3)整個過程氧氣吸收的熱量.解
6、:根據(jù)題意,在P-V圖上畫出整個過程曲線如圖所示.P(atm)V12?10-3m312Oabcd(1)整個過程始末溫度相同ΔT=0,ΔE=012P(atm)V12?10-3m312Oabcd(2)由熱一定律Q=ΔE+A整個過程A=Q=8.6×102(J)(3)c→d是絕熱過程Qcd=0ΔE=0137.在高溫?zé)嵩礊?27℃，低溫?zé)嵩礊?7℃之間工作的卡諾熱機，對外做凈功8000J。維持低溫?zé)嵩礈囟炔蛔儯岣吒邷責(zé)嵩礈囟?，使其對外做凈?0000J，若這兩次循環(huán)該熱機都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求：(1)后一個卡諾循環(huán)的效率；(2)后
7、一個卡諾循環(huán)的高溫?zé)嵩吹臏囟取V0等溫T2等溫T1絕熱絕熱Q1Q2abcd解：T1=273+127=400(K)T2=273+27=300(K)A=8000J,A'=10000Jη=A/Q1=1－T2/T1=1－300/400=25%Q1=A/η=8000/0.25=32000(J)Q2=Q1－A=24000(J)14(1)據(jù)題意Q'2=Q2=24000JQ'1=Q'2+A'=Q2+A'=34000J∴η'=A'/Q'1(2)由η'=1－T2/T'1得T'1=T2/(1－η')=425(K)或t'1=T'1－273=425－273=
8、152oCPV0等溫T2等溫T1絕熱絕熱Q1Q2abcd等溫T'1Q'1a'b'=10000/34000=29.4%15習(xí)題課(熱一定律及其應(yīng)用)1.一定量的雙原子分子理想氣體從壓強為1×105帕,體積為10升的初態(tài)等壓
