第8章热力学第一定律课件.pptVIP

事实上说明这种办法不行。 1）气缸长度是有限的，膨胀不可能无限制地进行下去。 2）即使气缸可以做得无限长，但当气缸内压强与外界一致时，膨胀也将停止。 大量事实证明；要连续地把热转换为功只有利 用循环过程。 这种循环动作的机器称为热机。 热机---通过循环过程不断把热转换为功的机器。 恒 温 体 A 例如，蒸汽机，内燃机，汽轮机等 一、循环过程----物质系统经历一系列变化过程又回到初始状态的周而复始的过程。 循环过程的特点：?E=0 （1）若循环的每一阶段都是准静态过程，则此循环可用p-V 图上的一条闭合曲线表示。 二、正循环和逆循环 沿顺时针方向进行的循环称为正循环(或热循环)， 系统对外做净功。 沿反时针方向进行的循环称为逆循环(或致冷循环)，外界对系统做净功。 （2）整个循环过程中系统对外做的净功为A=A1-A2，在图中表示为循环过程曲线所包围的面积。 A1 A2 A P V V1 V2 A B （1）正循环 整个循环过程 工质从高温热源吸热为Q1，向低温热源放热为 ，对外作功 然后系统回到初态，内能不变。 即有 正循环过程是将吸收的热量 中的一部分A转化为有用功，另一部分Q2放回给外界。 通常将作正循环的系统称为热机（热变功） 高温热源T1 低温热源T2 工质 Q1 高温热源 低温热源 热机 A V P 热机的效率 大量事实证明 循环效率：在一次循环过程中工质对外做的净功占它从高温热库中吸收热量的比率（热变功的程度）。 高温热源T1 低温热源T2 工质 (2)逆循环：工质做逆循环，在一次循环过程中，工质从低温热源吸热Q2，外界对它作功A，向高温热源放热Q1，然后系统回到初态，内能不变。 即有 Q1. 逆循环是把从低温热源吸收的热量Q2和外界对它所作的功A以热量的形式传给高温热源 通常将作逆循环的系统称为致冷机机（功变热） 致冷系数 式中 都以绝对值代入 循环效率：在一次循环过程中工质从低温热源吸收的热量与外界做的功的比率（功变热的程度）。 例 1mol 氧气作如图所示的循环，求循环效率。 解: Q p V p V 0 0 0 等 温 a b c 0 2V Q Q ca ab bc 例、空气标准的奥托循环 工质为燃料与空气的混合物，利用燃料的燃烧热产生巨大压力而作功的循环(如四冲程内燃机)。 奥托循环： 吸入混合气急剧压缩并引起爆燃 推动活塞做功 排出废气，吸入新的混合气进入下一循环 绝热膨胀 绝热压缩 等体放热 等体吸热 空气的奥托循环： 模拟实际过程研究能量转化关系 a (V1, T1) b (V2, T2) c (V2, T3) d (V1, T4) 热效率 ： b→c 过程中气体吸收的热量为： d→a 过程中气体放出的热量为： 绝热膨胀 绝热压缩 等体放热 等体吸热 a→b为绝热过程： c→d为绝热过程： 奥托循环的热效率为： 定义压缩比r为： 则 汽油内燃机r7，实际热效率仅25% 一、卡诺循环 由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程所组成的循环称之为卡诺循环。 高温热源T1 低温热源T2 工质 §8.6 卡诺循环 V P 1(P1V1T1) 2(P2V2T1) 3(P3V3T2 4(P4V4T2) Q1 Q2 1?2：与温度为T1的高温热源接触，T1不变， 体积由V1膨胀到V2，从热源吸收热量为: 2?3：绝热膨胀，体积由V2变到V3，吸热为零。 3?4：与温度为T2的低温热源接触,T2不变，体积由V3压缩到V4，从热源放热为: 4?1：绝热压缩，体积由V4变到V1，吸热为零。 对绝热线23和41： 二、卡诺循环效率 1、正循环 （1）卡诺循环的效率仅与两个热源温度有关 （2）在相同高温热源和低温热源之间的工作的 一切热机中，卡诺循环的效率最高。 （3） 定义热库温度，与工作物质无关。 2、逆循环 例、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为 和 ，则二者的大小关系是： {（2）} 例一定质量的理想气体完成一循环过程。此过程在V-T图中用图线1-2-3-1描写。该气体在循环过程中吸热、放热的情况是： （1）1-2，3-1过程吸热； 2-3过程放热 （2）2-3过程吸热； 1-2，3-1过程放热 （3）1-2过程吸热； 2-3，3-1过程放热 （4）2-3，3-1过程吸热； 1-2过程放热 {(3)} V T 1 2 3 0 例、以下哪种过程是可能的: (1)内能减小的等容加热；（2