热力学循环过程课件.ppt（18页）

1、10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律系统或工作物质系统或工作物质(简称工质简称工质)，经历一系列变化后又回到，经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫初始状态的整个过程叫循环循环过程过程，简称，简称循环循环。循环为准静态过程，在状态循环为准静态过程，在状态图中对应闭合曲线。图中对应闭合曲线。在在P-V图图VP10.3.1 循环过程循环过程10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律A=Q1 - Q20系统对外作净功系统对外作净功正循环过程对应正循环过程对应热机热机1 正循环正循环 顺时针方向顺时针方向的循环的循环 在在P-V图图VP正循环正循环一般从高温热库吸

2、热一般从高温热库吸热Q1，向低温热库放热，向低温热库放热Q210-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律Working substance is water10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律2 逆循环逆循环 反时针反时针方向的循环方向的循环. 一般从低温热库吸热，一般从低温热库吸热， 向高温热库放热向高温热库放热在在P-V图图逆循环逆循环VP逆循环过程对应逆循环过程对应制冷机制冷机(refrigerator)10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律家家用用电电冰冰箱箱循循环环家家家家用用用

3、用电电电电冰冰冰冰箱箱箱箱循循循循环环环环散热器散热器冷冻室冷冻室蒸发器蒸发器节节流流阀阀储储液液器器压压缩缩机机200C10atm3atm700C100C2QQ112A高温热源高温热源低温热源低温热源QQ( (冷冻室冷冻室) )( (周围环境周围环境) )氟氟利利昂昂氨氨A外外例例: :电冰箱的工作原理电冰箱的工作原理 ：氨：氨 、氟利昂、氟利昂10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律AaB为膨胀过程：为膨胀过程：AaBbA为压缩过程：为压缩过程：-AbPVBAbaPBVBPAVA净功：abAAA在一个正循环过程中，系在

4、一个正循环过程中，系统所作的净功在数值上等统所作的净功在数值上等于于P-V 图上循环曲线所包图上循环曲线所包围的面积。围的面积。3. 热机的效率热机的效率 (efficiency)循环效率定义为：循环效率定义为：1AQ121QQ10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律T 低温热源低温热源高温热源高温热源A1Q2Q4. 逆循环的致冷系数逆循环的致冷系数2122QQQAQw10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律1824年，法国青年科学家卡诺年，法国青年科学家卡诺*（N. L. S. Carnot, 1796 1832）发表了他）发表了他关于热机效率的理论。为提高热

5、机关于热机效率的理论。为提高热机效率指明方向。效率指明方向。卡诺循环卡诺循环谈谈火的动力和能发动这种动力的机器。谈谈火的动力和能发动这种动力的机器。10.3.2 几个特殊的循环过程几个特殊的循环过程10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律 卡诺循环卡诺循环 由两条绝热线和两条等温线构成由两条绝热线和两条等温线构成 (为双热源循环为双热源循环)10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律2T1T1 卡诺循环的效率卡诺循环的效率A1Q2Q低温热源低温热源 1T2T高温热源高温热源 bcadPOV1Q2Q10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律PO1p2p

6、4p3p1V2V3V4VVabcd1Q2T2Q1T12TTbc2234lnQRTVVcdd0T da21TTab1121lnQRTV Vd0T 0Q0Q吸收热量吸收热量放出热量放出热量10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律1、12,TT12、221111QTAQQT 1212QQTT11321241122134,V VT TV VT TV VV V122112ln()AQQRV VTT11321241122134,V VT TV VT TV VV V1121lnQRTV V2234lnQRTVV说明说明10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律2 逆向卡诺循环（

7、卡诺制冷机）的制冷系数逆向卡诺循环（卡诺制冷机）的制冷系数2TwA1Q2Q 低温热源低温热源 1T2T高温热源高温热源 2122122TTTQQQAQw10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律奥托四冲程热机四冲程图：奥托四冲程热机四冲程图：abcdea1） 吸气吸气 a b等压等压c2） 压缩压缩b绝热绝热3） 等容燃烧等容燃烧等容等容dc爆炸爆炸绝热绝热ed作功作功5） 排气排气babe等容等容等压等压VVVPbde0ca定义压缩比：定义压缩比：0VrV4） 爆炸作功爆炸作功3 Otto cycle10-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律例例: 奥托循环由两条绝热线和两条等容线构成，求效奥托循环由两条绝热线和两条等容线构成，求效率。率。PVabcdV1V2Q2Q1计算计算Q1同理同理2111dacbTTQQTTbcmVTTCQ,1admVTTCQ,210-3 10-3 循环过程循环过程第10章 热力学定律1121cdT VT V1121baT VT V1121VV 只决定于体积只决定于体积压缩比压缩比，若压缩比，若压缩比 7，=1.4 ，则，则 =55%，实际只有，实际只有25%。addabccbTTTTTTTT由绝热过程由绝热过程