太原理工《大學(xué)物理》李孟春-§6-3循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)

太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 1698年 塞 萊 斯 和 1712年 紐 科 門(mén) 先 后 發(fā) 明 了 蒸汽 機(jī) ， 當(dāng) 時(shí) 蒸 汽 機(jī) 的 效 率 極 低 .瓦 特 在 17631781年 期 間 對(duì) 蒸 汽 機(jī) 進(jìn) 行 了 重 大 改 進(jìn) ， 大 大 提高 了 效 率 . 從 理 論 上 研 究 熱 機(jī) 效 率 問(wèn) 題 ， 一 方面 指 明 了 提 高 效 率 的 方 向 ， 另 一 方 面 也 推 動(dòng) 了熱 學(xué) 理 論 的 發(fā) 展 .各 種 熱 機(jī) 的 效 率液 體 燃 料 火 箭 柴 油 機(jī)汽 油 機(jī) 蒸 汽 機(jī)%48 %8 %37%25 6-3 循 環(huán) 過(guò) 程 卡 諾 循 環(huán) 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系火 力 發(fā) 電 廠 外 貌 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 冷凝塔發(fā) 電 機(jī) 水泵 除塵器汽 輪 機(jī)傳 送 帶 鍋 爐 空 氣碾磨機(jī) 煙筒水 管噴射給水器 火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)示意圖 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系熱 機(jī) 的 三 個(gè) 要 素 :熱 機(jī) ： 持 續(xù) 地 將 熱 量 轉(zhuǎn) 變 為 功 的 機(jī) 器 . 工 作 物 質(zhì) （ 工 質(zhì) ） ： 熱 機(jī) 中 被 利 用 來(lái) 吸 收 熱 量并 對(duì) 外 做 功 的 物 質(zhì) .1) 工 作 物 質(zhì)2) 兩 個(gè) 或 兩 個(gè) 以 上 溫 度 不 同 的 熱 源3) 對(duì) 外 作 功 的 機(jī) 械 裝 置 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 系 統(tǒng) 經(jīng) 過(guò) 一 系 列 變 化 狀 態(tài) 過(guò) 程 后 ， 又 回 到 原 來(lái) 的狀 態(tài) 的 過(guò) 程 叫 熱 力 學(xué) 循 環(huán) 過(guò) 程 .熱 力 學(xué) 第 一 定 律 Q A（ 取 絕 對(duì) 值 ）凈 功 0E特 征一 、 循 環(huán) 過(guò) 程 p Vo A CM NBD總 吸 熱 1Q總 放 熱 2QA 2Q1Q Q 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系1 2 21 1 11Q Q QAQ Q Q 1.正 循 環(huán) (熱 機(jī) 循 環(huán) )過(guò) 程 曲 線 沿 順 時(shí) 針 方 向 ， 系 統(tǒng) 對(duì) 外 作 正 功 。 循 環(huán) 效 率 ： 一 次 循 環(huán) 過(guò) 程 中 系 統(tǒng) 對(duì) 外 做 的 功 占 它 從高 溫 熱 源 吸 熱 的 比 率 。在 一 正 循 環(huán) 中 ,系 統(tǒng) 從 高 溫 熱源 吸 熱 Q 1， 向 低 溫 熱 源 放 熱Q 2 (Q 20),系 統(tǒng) 對(duì) 外 作 功21 QQA Ap Vo A CM NBD 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系2.逆 循 環(huán) （ 制 冷 循 環(huán) ）過(guò) 程 曲 線 沿 逆 時(shí) 針 方 向 ， 系 統(tǒng) 對(duì) 外 作 負(fù) 功 . 循 環(huán) 曲 線 所 包 圍 的 面 積 等 于 循 環(huán) 過(guò) 程 中 系 統(tǒng) 對(duì) 外做 的 凈 功 。 正 循 環(huán) A0， 逆 循 環(huán) AA2121 TTc 卡 諾 熱 機(jī) 的 效 率可 知 兩 個(gè) 卡 諾 熱機(jī) 的 效 率 相 等 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系 12 po V 1T2T 1A 1T 2A2） 工 作 在 不 同 高 溫 熱 源 和 低 溫 熱 源 之 間 的 兩 個(gè)卡 諾 熱 機(jī) ， 已 知 A1=A2121 1 TT卡 諾 熱 機(jī) 的 效 率可 知 兩 個(gè) 卡 諾 熱 機(jī) 的 效率 不 等 ， 且 1 122 TT 11 TT 太 原 理 工 大 學(xué) 物 理 系例 1 如 圖 ， MT為 等 溫 線 ， MQ為 絕 熱 線 ， 則 在AM,BM,CM三 種 準(zhǔn) 靜 態(tài) 過(guò) 程 中 ， 問(wèn) 哪 個(gè) 過(guò) 程 溫 度 升高 ， 哪 個(gè) 過(guò) 程 是 吸 熱 過(guò) 程 ？解 ：VP ACO BM TQ考 慮 循 環(huán) CMQC. A0 吸 熱 . 但 Q =Q CM+Q Q C ,而 Q C放 熱 , 故 CM吸 熱 .同 理 ： AM,BM放 熱 。TM TT TA TT TB TT TC TT BM,CM過(guò) 程 為 升 溫 過(guò) 程由 p-V圖 可 以 看 出