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1、1,熱機發(fā)展簡介 1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機 ,當時蒸汽機的效率極低 . 1765年瓦特進行了重大改進 ,大大提高了效率 .人們一直在為提高熱機的效率而努力,從理論上研究熱機效率問題, 一方面指明了提高效率的方向,另一方面也推動了熱學理論的發(fā)展 .,2,各種熱機的效率,液體燃料火箭,柴油機,汽油機,蒸汽機,3,熱機 :持續(xù)地將熱量轉變?yōu)楣Φ臋C器.,4,冰箱循環(huán)示意圖,5,,,系統(tǒng)經過一系列變化狀態(tài)過程后,又回到原來的狀態(tài)的過程叫熱力學循環(huán)過程.,由熱力學第一定律,特征,一 循環(huán)過程,注意:1.熱一律對單一、循環(huán)過程都成立.,6,2.W為凈功,Q為凈熱:,,二 熱機效率
2、和致冷機的致冷系數,熱機(正循環(huán)、順時針),致冷機(逆循環(huán)、逆時針),凈功W為:正、負功代數和.,7,,熱機,熱機效率,,低溫熱源,,,,,,8,,,致冷機致冷系數,,,,,低溫熱源,9,例 1 汽油機可近似看成如圖循環(huán)過程(Otto循環(huán)),其中AB和CD為絕熱過程,求此循環(huán)效率.,解,10,又AB和CD是絕熱過程:,所以,V,壓縮比,11,三 卡諾循環(huán),1824 年法國的年青工程師卡諾提出一個工作在兩熱源之間的理想循環(huán) 卡諾循環(huán). 給出了熱機效率的理論極限值; 他還提出了著名的卡諾定理.,12,卡諾循環(huán)是由兩個準靜態(tài)等溫過程和兩個準靜態(tài)絕熱過程組成 .,,,,低溫熱源T2,13,理想氣體卡諾
3、循環(huán)熱機效率的計算,A B 等溫膨脹 B C 絕熱膨脹 C D 等溫壓縮 D A 絕熱壓縮,卡諾循環(huán),,,14,A B 等溫膨脹吸熱,C D 等溫壓縮放熱,15,D A 絕熱過程,B C 絕熱過程,所以,16,卡諾熱機效率,卡諾熱機效率與工作物質無關,只與兩個熱源的溫度有關,兩熱源的溫差越大,則卡諾循環(huán)的效率越高 .,17,,,,卡諾致冷機(卡諾逆循環(huán)),卡諾致冷機致冷系數,,,低溫熱源T2,18,圖中兩卡諾循環(huán) 嗎 ?,19,例2 一電冰箱放在室溫為 的房間里,冰箱儲藏柜中的溫度維持在 . 現每天有 的熱量自房間傳入冰箱內,若要維持冰箱內溫度不變,外界每天 需作多少功,其功率為多少? 設在 至 之間運轉的冰箱的致冷系數是卡諾致冷機致冷系數的 55% .,解,20,房間傳入冰箱的熱量 在熱平衡時,由 得,21,保持冰箱在 至 之間運轉,每天需作功,功率,END,