2.3卡诺循环.pptVIP免费

ClausiusClausiusKelvenKelven第三节卡诺循环一、卡诺循环（Carnotcycle）1824年，法国工程师N.L.S.Carnot(1796～1832)设计了一个循环，以理想气体为工作物质，从高温T2热源吸收Q2的热量，一部分通过理想热机用来对外做功W，另一部分Q1的热量放给低温T1热源。这种循环称为卡诺循环。高温热源(T2)低温热源(T1)W热机Q2Q1卡诺循环1mol理想气体的卡诺循环在pV图上可以分为四步：步骤1：等温（T2)可逆膨胀，由p1V1到p2V2(AB)01U1122lnVWnRTV所作功如AB曲线下的面积所示。21QWpVV1V2A(p1V1)B(p2V2)Q2卡诺循环第一步一、卡诺循环02Q1222,mdTVTWUCT所作功如BC曲线下的面积所示。步骤2：绝热可逆膨胀，由p2V2T2到p3V3T1(BC)pVV1V2A(p1V1)Q2卡诺循环第二步B(p2V2)C(p3V3)一、卡诺循环环境对体系所作功如DC曲线下的面积所示；系统放热Q1给低温热源T1。03U41313lnVQWRTV3314lnVWRTV步骤３：等温（T1）可逆压缩，由p3V3到p4V4(CD)卡诺循环第三步一、卡诺循环环境对体系所作的功如DA曲线下的面积所示。44,21()VmWUCTT步骤4：绝热可逆压缩，由p４V４到p１V１(DA)40Q卡诺循环第四步一、卡诺循环1234312,121,2124312124ln()ln()lnlnVmVmWWWWWVVRTCTTRTCTTVVVVRTRTVV整个循环：即ABCD曲线所围面积为热机所作的功。△U=021242113lnlnQQQVVRTRTVV一、卡诺循环1423VVVV相除得根据绝热可逆过程方程式112213TVTV112114TVTV步骤2：步骤4：31132124lnlnVVWWWRTRTVV所以1212()lnVRTTV212412121132lnln()lnQQQVVVRTRTRTTVVV一、卡诺循环二、热机效率(efficiencyofheatengine)将环境所得到的功（－W)与体系从高温热源所吸的热Q2之比值称为热机效率,或称为热机转换系数，用r表示。r恒小于1。1212211122222()ln1lnrVRTTVTTTWVQTTRTV211r2221QQQWQQQ或二、热机效率１.可逆热机的效率与两热源的温度有关，两热源的温差越大，热机的效率越大，热量的利用越完全；两热源的温差越小，热机的效率越低。２.热机必须工作于不同温度两热源之间，把热量从高温热源传到低温热源而作功。当T2T1=0，热机效率等于零。３.当T1→0，可使热机效率→100%，但这是不能实现的，因热力学第三定律指出绝对零度不可能达到，因此热机效率总是小于1。卡诺热机推论：ClausiusClausiusKelvenKelven再见！