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1、循环过程定义系统从某一状态出发，经历一系列过程后又回到初态的全过程。循环过程图线表示法过程所经历的每一个中间态都无限接近平衡态，该过程在P-V 图上为一个闭合曲线 箭头表示过程进行方向,过程曲线包围的面积表示循环过程中系统对外所做的净功。,T1 Q1,T2 Q2,泵,|A|,气缸,正循环,正循环的特点：一定质量的工质在一次循环过程中要从高温热源吸热Q1，对外作净功|A|，又向低温热源放出热量Q2。而工质回到初态，内能不变。在循环过程中伴有吸热和放热过程,热机工作示意图,热机循环P-V 图,特征（1）P-V图中循环过程沿顺时针方向进行。（2）工质经一循环从高温热源吸热Q1(0),在低温热源放热Q
2、2(绝对值),对外输出净功A(0)；（3）经一循环工质内能不变，其所吸收的热量不能100%地转化为有用功。U=0,净功A=Q1-Q2,热机循环效率(efficiecy of heat engine),卡诺循环,1824年卡诺（法国工程师1796-1832）提出了一个能体现热机循环基本特征的理想循环。后人称之卡诺循环。,本节讨论以理想气体为工质的卡诺循环。由4个准静态过程（两个等温、两个绝热）组成。,卡诺循环是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在整个循环中，工作物质和高温热源或低温热源交换能量，没有散热漏气等因素存在，卡诺循环是由两个平衡的等温过程和两个平衡的
3、绝热过程组成。,12：与温度为T1的高温热源接触，T1不变，体积由V1膨胀到V2，从热源吸收热量为：,23：绝热膨胀，体积由V2变到V3，吸热为零。,34：与温度为T2的低温热源接触，T2不变，体积由V3压缩到V4，从热源放热为：,41：绝热压缩，体积由V4变到V1，吸热为零。,在一次循环中，气体对外作净功为|A|=Q1-Q2,效率为：,由上节例题结果知：,理想气体卡诺循环的效率只与两热源的温度有关,所以：,将证明在同样两个温度T1和T2之间工作 的各种工质的卡诺循环的效率都由上式给定，而且是实际热机可能效率的最大值。,应为理想气体温标所定义的温度。可证明，当用热力学温标表示两个热源的温度时，
4、因为T1和T2是在求理想气体热量时引进的，卡诺循环的效率的表示仍为上式。,讨论：（1）要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源（有时分别叫做热源与冷源）；（2）卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温度愈高，低温热源的温度愈低，卡诺循环的效率愈大，也就是说当两热源的温度差愈大，从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值愈大；（3）卡诺循环的效率总是小于1的（除非T。=0 K）。,1、奥托循环:,理想化的汽油内燃机循环过程,吸气过程(A-B)压缩冲程(B-C绝热压缩)点燃过程(C-D等体过程),做功过程(D-E绝热膨胀过程)排气过程(E-B-A),几个实例,奥托循环效率计算,利用B-C,
5、D-E绝热过程(advabatic process)方程 恒量，可得:,式中 绝热压缩比。,随压缩比r增大而增大，通常 r 取值在69之间。,设计中如取r6,1.4 内燃机的理想效率:=16-0.451%考虑到摩擦，散热，漏气等因素，实际内燃机效率仅为25左右。,2、理想气体热机循环四冲程柴油机,以理想气体为工质的，经历无摩擦准静态理想过程的循环过程。,狄塞尔循环：,（1）吸气过程（A-B）（2）压缩过程（B-C;绝热压缩）（3）柴油燃烧等压加热（C-D)绝热膨胀（D-E）对外做功（4）等容放热排气(E-B-A).,理想的柴油内燃机循环过程,由D-E,B-C的绝热过程方程(=恒量)，得 由等压过程C-D,有 引入绝热压缩比r=VB/VC，定压膨胀比=VD/VC由、式最后得到,一定量的理想气体经历如图所示的循环过程。设，求该循环过程效率,，,本题有几种解题思路：1.利用理想气体状态方程和以 Cp、Cv表达的热量公式，求循环过程吸收的热量Q1和放出的热量Q2,然后用 求解.2.用 求解，式中A为P-V 图上过程曲线包围的面积.3.利用过程方程分别求出a、b、c、d各态的温度及摩尔数,再利用Cp、Cv表述的热量公式求出Q1及Q2，最后求效率。,
