85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 1p Vo W 凈 系 統(tǒng) 從 某 一 狀 態(tài) 出 發(fā) ， 經(jīng) 過 一 系 列 狀 態(tài) 變 化 過 程以 后 ， 又 回 到 原 來 出 發(fā) 時(shí) 的 狀 態(tài) ， 這 樣 的 過 程 叫 做 循環(huán) 過 程 ， 簡 稱 循 環(huán) .熱 力 學(xué) 第 一 定 律 Q W凈 凈 1 2W Q Q Q 凈 凈凈 功 0E特 征 a caV cVbd總 吸 熱 1Q總 放 熱 （ 取 絕 對(duì) 值 ）2Q 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 2熱 機(jī) 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(jī) ， 當(dāng) 時(shí) 蒸 汽 機(jī) 的 效 率 極 低 , 1765年 瓦特 進(jìn) 行 了 重 大 改 進(jìn) ， 大 大 提 高 了 效 率 . 人 們 一 直 在為 提 高 熱 機(jī) 的 效 率 而 努 力 ， 從 理 論 上 研 究 熱 機(jī) 效 率問 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%25一 熱 機(jī) 熱 機(jī) 的 效 率 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 3熱 機(jī) ： 通 過 工 質(zhì) 使 熱 量 不 斷 轉(zhuǎn) 換 為 功 的 機(jī) 器 . 工 作 物 質(zhì) （ 工 質(zhì) ） ： 循 環(huán) 工 作 的 物 質(zhì) 系 統(tǒng) 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 4熱 機(jī)熱 機(jī) 的 效 率熱 機(jī) 效 率 21 11W QQ Q 凈輸 出 功吸 收 的 熱 量 高 溫 熱 源低 溫 熱 源1Q熱 機(jī) （ 正 循 環(huán) ） 0W 凈 2Q W凈W凈 p Vo a c aV cVbd 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 5制 冷 系 數(shù) 2 21 2Q Qe Q QW 凈從 低 溫 處 吸 取 的 熱 量外 界 對(duì) 工 質(zhì) 做 凈 功 大 小制 冷 機(jī) （ 逆 循 環(huán) ） 0W 凈 制 冷 機(jī)高 溫 熱 源低 溫 熱 源W凈p Vo a caV cVbd 1Q2Q W凈二 制 冷 系 數(shù) 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 6冰 箱 循 環(huán) 示 意 圖 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 7三 卡 諾 循 環(huán) 低 溫 熱 源 2T高 溫 熱 源 1T卡 諾 熱 機(jī) 1Q2Q 1 2W Q Q 凈 1824 年 法 國 的 青 年 工 程 師 卡 諾 提 出 一 個(gè) 工 作 在 兩熱 源 之 間 的 理 想 循 環(huán) 卡 諾 循 環(huán) . 給 出 了 熱 機(jī) 效 率 的理 論 極 限 值 . 卡 諾 循 環(huán) 兩 個(gè) 準(zhǔn) 靜 態(tài) 等 溫 過 程兩 個(gè) 準(zhǔn) 靜 態(tài) 絕 熱 過 程 組 成Vop 2T1T1 2 341p2p4p3p 1V 4V 2V 3V 21 TT W凈 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 8Vop 2T1T1 2 341p2p4p3p 1V 4V 2V 3V 理 想 氣 體 卡 諾 循 環(huán) 熱 機(jī) 效 率 的 計(jì) 算 1 2 等 溫 膨 脹 2 3 絕 熱 膨 脹 3 4 等 溫 壓 縮 4 1 絕 熱 壓 縮卡 諾 循 環(huán)21 TT 1Q 2Q 21 1 1lnmol VMQ RTM V1 2 等 溫 膨 脹 吸 熱W凈 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 9 32 2 4lnmol VMQ RTM V3 4 等 溫 壓 縮 放 熱Vo p 2T1T1 2 341p2p4p3p 1V 4V 2V 3V 21 TT 1Q 2Q 322 421 1 1ln1 1 ln VTQ VVQ T V 4 1 絕 熱 壓 縮1 11 1 2 4TV TV W凈 2 3 絕 熱 膨 脹 1 11 2 2 3TV TV 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 104312 VVVV 2 1 21 11 T T TT T 卡 卡 諾 熱 機(jī) 效 率Vop 2T1T1 2 341p2p4p3p 1V 4V 2V 3V 21 TT 1Q 2Q 卡 諾 熱 機(jī) 效 率 與 工 作物 質(zhì) 無 關(guān) ， 只 與 兩 個(gè) 熱 源的 溫 度 有 關(guān) ， 兩 熱 源 的 溫差 越 大 ， 則 卡 諾 循 環(huán) 的 效率 越 高 . W凈 322 4 21 1 1ln1 1 ln VTQ VVQ T V 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 11Vop 2T1T1 2 34 21 TT 高 溫 熱 源 1T低 溫 熱 源 2T卡 諾 制 冷 機(jī) 1Q2Q W凈 卡 諾 制 冷 機(jī) （ 卡 諾 逆 循 環(huán) ）卡 諾 制 冷 機(jī) 制 冷 系 數(shù) 21 2Te T T 卡2Q 1QW凈 1 2W Q Q 凈 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 12 圖 中 兩 卡 諾 循 環(huán) 嗎 ？21 21 21 2T1T 2W1W 1 2W Wpo V 討 論 po V 2T1T 2W1W 3T 1 2W W 85 循 環(huán) 過 程 卡 諾 循 環(huán) 第 8章 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 13奧托循環(huán)