物理2-6热学.ppt

例: 已知在 p=1.013?105 Pa 和 T=273.15 K下1.00kg冰融化为水的融解热为? =334 kJ/kg。试求 1.00kg冰融化为水时的熵变。 解 : 在本题条件下,冰水共存.若有热源供热则发生 冰向水的等温相变。利用温度为273.15+dT的热源供热,使冰转变为水的过程成为可逆过程。 1.00kg冰融化为水时的熵变为 * 本章内容： §18.1 热力学的基本概念 §18.2 内能 功和热量 §18.3 热力学第一定律及其应用 18-3-4 循环效率 卡诺循环 循环过程 净功 A = 向低温(环境)放热不可避免! 循环过程曲线所包围的面积 循环效率 物理意义: 致冷系数 致冷循环 致冷系数 卡诺循环的效率: 卡诺致冷机致冷系数 卡诺循环 例:有一卡诺致冷机,从温度–10oC 为的冷藏室吸取热量,而向温度为20 oC的物体放出热量.设该致冷机所耗功率为15kW,问每分钟从冷藏室吸多少热量? 解: 据题意 T1 = 293 K, T2 =263 K, 则 压缩机每分钟作功 A 每分钟从冷藏室吸取热量为 Q2=Aw 讨论:每分钟向高温物体放出热量为 Q1= Q2 +A= =15?103?60 =9 ?105 (J ) =9 ?105 ? 263/30 =7.89 ?106 (J ) 8.79 ?106 (J ) 电冰箱可对室内制冷吗？ 家 用 电 冰 箱 循 环 家 用 电 冰 箱 循 环 家 用 电 冰 箱 循 环 1 2 A 高温热源 低温热源 Q Q ( 冷冻室 ) ( 周围环境 ) 散热器 冷冻室 蒸发器 节 流 阀 储 液 器 压 缩 机 20 0 C 10 atm 3 atm 70 0 C 10 0 C 2 Q Q 1 氟 利 昂 a b c p(105 Pa) V(10-3 m3) 0 20 40 1 4 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. (1)求分过程的?E, Q. A. (2)气体循环一次对外作的净功. (3)循环效率 . 解: 1 (1) a ? b:等体升温. (2) b ? c : a b c p(105 Pa) V(10-3 m3) 0 20 40 1 4 放热! pV2= 恒量 (3) c ? a : 等压压缩 a b c p(105 Pa) V(10-3 m3) 0 20 40 1 4 2. 净功等于净热 3. 总吸热: =13.3? 放热! 例: 内燃机的循环之—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,产生巨大的压强而作功.奥托循环如图所示(abcdeba).试分析各分过程的特征,并计算其效率. 解:(1) ab—等压膨胀(吸入燃料) O p V V0 a p0 V b c d e Q2 Q1 (2) bc—绝热压缩(升温) (3) cd—爆炸(等体吸热); de — 作功(绝热膨胀) (4) eb—汽缸开口降压;ba—排气 含有吸气排气的过程不能看作循环过程,但 bcd 可当做以空气作为工作物质的循环过程.其中bc、de均为绝热过程.吸热在 cd 过程,放热在 eb 过程. O p V V0 a V b c d e Q2 Q1 等体过程(cd )吸热 汽缸开口放气(eb)放热 效率: 利用绝热过程方程 用已知量表示结果！ 二式双方相减后解出 代入内燃机效率: 讨论:压缩比　r?, ? ?, 取 r? 7 ,空气? =1.4,则 汽油内燃机 r? 7 . 解： a b A 0 0 Δ E A = 0 b c 同样可得： 例: 1mol 氢气作如图所示的循环过程 1. 判别各过程热量的符号； 2. 计算此循环之效率. p 2 2 1 1 a b c d o (l ) (atm) V Qcd Qda Qbc Qab da ab bc cd p V 2 2 1 1 a b c d Q Q Q Q o (l ) (atm) 10.5% a b c T V Vc Va 例: 单或双原子理想气体经如图循环 已知Vc=2Va: 试计算循环效率?. 解： Qca Qab Qbc