工程热力学与传热学-§4-2-卡诺循环与卡诺定理-课件.pptx

1、4-2 4-2 卡诺循环卡诺循环与卡诺定理与卡诺定理 2热力循环：工质经过一系列的状态变化，重新回复到原来状态的全部过程。可逆循环：全部由可逆过程组成的循环称为可逆循环。不可逆循环：循环中有部分过程或全部过程是不可逆过程的循环。(1)正向循环：将热能转变为机械能的循环，也称为动力循环或热机循环。p v1.1.热力热力循环循环 3正向循环示意图：在p-v与T-s图上，正向循环按顺时针方向进行。net1 22 1abWWW1 23412 1432ab面积面积面积面积netWnetQnet12QQQ1 23412 1432ab面积面积面积面积动画4经过一个正向循环，d0U 根据热力学第一定律，net

2、12WQQ循环热效率：net122t1111WQQQQQQ 循环热效率t用来评价正向循环的热经济性。显然，t 1。5 消耗功将热量从低温热源转移到高温热源的循环，如制冷装置循环或热泵循环。在p-v与T-s图上，逆向循环按逆时针方向进行。动画(2)逆向循环：6根据热力学第一定律，net12WQQ12netQQW通常用工作系数评价逆向循环的 热经济性。制冷系数：制冷装置工作系数 22net12QQWQQ供热系数：热泵工作系数 11net12QQWQQ 1 72 2卡诺循环卡诺循环 卡诺循环是法国工程师卡诺（S.Carnot）于1824年提出的一种理想热机工作循环，它由两个可逆定温过程和两个可逆绝热

3、过程组成。卡诺循环热效率：2C11qq 2211211TssT ss 211TT 动画82C11qq 2111lngvqR Tv3234lngvqR Tv113223vTvT114114vTvT113232vTTv3214vvvv32C1111TqqT 22C1111qTqT 对于理想气体：9结论：(1)卡诺循环的热效率只取决于高温热源的温度与低温热源的温度，而与工质的性质无关;(2)卡诺循环的热效率总是小于1，不可能等于1，因为T1 或T20K都是不可能的。这说明通过热机循环不可能将热能全部转变为机械能;(3)当T1=T2时，卡诺循环的热效率等于零，这说明没有温差是不可能连续地将热能转变为机

4、械能，只有一个热源的热机（第二类永动机）是不可能的。2C11TT 10（1）卡诺制冷循环：制冷系数：2C12TTT（2）卡诺热泵循环：供热系数：1C12TTT 逆向卡诺循环：3 3卡诺定理卡诺定理 在相同的高温热源和低温热源间工作的一切可逆热机具有相同的热效率，与工质的性质无关。定理一 在相同高温热源和低温热源间工作的任何不可逆热机的热效率都小于可逆热机的热效率。定理二12单一热源热机，违背热力学第二定律 假如t,R1t,R212RRWW22QQR1带动R2逆向运行22QQ12RRWWt,R1t,R2、t,R1t,R2不可能t,R1t,R213 卡诺循环与卡诺定理从理论上确定了通过热机循环实现热能转变为机械能的条件，指出了提高热机热效率的方向。它们的提出和研究对热力学的发展，特别是对热力学第二定律的建立具有重大意义。卡诺循环与卡诺定理的理论价值与实际意义：14