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1、一、循环过程,一个热力学系统由某一平衡态出发,经过任意过程又回到初态,这样的过程称为循环过程,简称循环。,循环工作的物质称为工作物质,简称工质。,热力学第一定律,净功,特征,二、热机及其效率,热机效率,热机(正循环),【例题85】计算汽油机的效率。汽油机是内燃机的一种。内燃机是燃料在汽缸内燃烧,产生高温高压气体,推动活塞并输出动力的机械。1872年,德国工程师奥托(N.A.Otto,18321891)研制成功了第一台四冲程活塞式煤气内燃机。1883年,德国人戴姆勒(G.Daimler,18341900)成功地制造出了第一台汽油内燃机。奥托循环由吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程和排气过程这四个冲
2、程构成(图815)。,ab:等压过程,bc:绝热过程,cd:等容过程,de:绝热过程,eb:等容过程,单缸四冲程汽油机构造图,解: cd过程吸热为:,eb过程放热为:,所以,循环效率为:,又过程de和bc有如下关系:,r : 压缩比,三、致冷机,致冷机(逆循环),家用电冰箱工作原理图,四、卡诺循环,1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环 卡诺循环。 给出了热机效率的理论极限值。,ab:等温膨胀,吸热 ;,bc: 绝热膨胀;,cd:等温压缩,放热 ;,da:绝热压缩。,两个等温过程两个绝热过程,a b 等温膨胀吸热,c d 等温压缩放热,d a 绝热过程,b c 绝热
3、过程,(1)要完成循环,必须有高温热源和低温热源。,(2)卡诺热机效率只与高温热源和低温热源有关。高温热源的温度越高,低温热源的温度越低,效率越高。,(3)卡诺热机的效率 。,卡诺致冷机(卡诺逆循环),卡诺致冷机致冷系数:,【例题86】一电冰箱在气温为40C的房间内工作,保持结冰室内的温度为10,由于冰箱壁的绝热层不是理想的,结冰室每小时自房间内吸收热量3105J,假设冷冻装置是卡诺致冷机,问冷冻机的电动机每小时消耗多少能量?,解:,思考题,88 有一个卡诺机,以它作热机使用时,如果两热库温差越大,对做功越有利;当作致冷机使用时,如果两热库温差越大,对于致冷机是否越有利?为什么?89 若分别以某种服从p(Vb)=RT的气体(其中b为物性常数)和理想气体为工质在两个恒温热源之间进行卡诺循环,试比较哪个循环的热效率大一些,为什么?,